正观记者  王红 通讯员 师小勤  文/图

近日，郑大一附院学科首席科学家孙莹璞教授团队和杨庆岭副研究员团队在《Nature Aging》杂志在线发表题为NADase CD38 is a key determinant of ovarian aging的研究论文，揭示卵巢较早衰老关键决定因素。

（第一排左二孙莹璞教授，左三杨庆岭副研究员）

据了解，35岁之后卵巢卵泡数量和卵子质量明显下降，随年龄增长，自然妊娠和辅助生殖技术治疗的成功率皆显著下降。我国女性平均绝经年龄为49.5岁，标志着卵巢功能衰竭。卵巢较其他器官更早衰老，但其分子机制尚不明确。

研究人员从分子层面鉴定出卵巢衰老早于其他器官，表现为炎症通路基因表达上调。炎症可诱导NADase CD38表达上调，烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)水平显著下降，调节卵巢衰老。Cd38基因敲除可延缓小鼠卵巢衰老、提高生育力；此外，利用CD38 小分子抑制剂78c处理中年小鼠可提高卵巢NAD+水平，改善卵母细胞质量提高，提高生育力。该研究结果揭示了卵巢相对于其他器官更早衰老的机制，为延缓中年女性卵巢衰老、提高生育力提供了潜在的治疗靶点。

首先，研究人员收集了2月龄和8月龄小鼠卵巢、肝脏、肌肉、大脑、心脏、肾脏、肺脏并进行转录组测序，发现8月龄卵巢中与衰老相关分泌表型（SASP）、细胞周期、炎症、DNA修复通路相关的基因变化最显著，mRNA和蛋白水平证实，与2月龄相比8月龄卵巢P16，P21等衰老标志分子和炎症因子表达显著上调，提示卵巢衰老早于其他器官。通过进一步生物信息学分析功能富集显示8月龄卵巢CD38表达显著上调。研究人员进一步实验发现8月龄的卵巢CD38表达明显升高，而NAD+合成与消耗通路上其他关键酶的表达水平没有明显改变。8月龄卵巢中CD38酶活性较年轻小鼠也显著升高，NAD+含量显著下降，而其他组织在8月龄小鼠中较年轻小鼠未见上述表达改变。该研究还收集了输卵管因素导致不孕患者年轻（20-25岁）和中年女性（＞35岁）的卵泡液，并发现中年女性卵巢储备显著下降，而卵泡液细胞中Cd38和炎症相关基因的表达明显升高，提示卵巢衰老和CD38表达升高在人和小鼠中可能存在相同的调控机制。

接下来，研究人员构建了Cd38基因敲除鼠，发现Cd38的敲除可以增加各年龄阶段卵巢NAD+水平、提高血清AMH水平、增加卵巢储备和产仔能力。通过对2月龄野生型和12月龄野生型和Cd38-/-小鼠卵巢进行全卵巢转录组（Bulk RNA-Seq）和单细胞转录组测序（scRNA-seq）发现，老年Cd38-/-小鼠卵巢基因整体转录水平趋向更年轻化，CD38敲除可改变与衰老相关转录因子的表达并增加老龄卵巢内各细胞类型之间的通讯。单个卵母细胞转录组测序（single oocyte Smart-Seq）发现敲除Cd38通过提高线粒体功能进而改善衰老卵母细胞的质量，MII卵母细胞异常纺锤体比例显著下降，卵母细胞内氧化自由基水平也显著降低。

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）是体内多种酶促反应所需的代谢辅助因子，合成通路主要包括从头合成途径（De novo pathways）、PH 途径（Preiss-Handler pathway）以及补救途径（Salvage pathways），并主要通过三类消耗酶进行代谢：sirtuins酶，PARPs酶和CD38酶。其对新陈代谢、氧化还原、DNA的维持和修复、基因稳定性、线粒体功能等非常重要。本研究中，研究人员进一步对卵巢衰老过程中CD38表达上调机制进行研究，通过LPS诱导体内体外炎症模型，体内体外实验均发现炎症可导致CD38表达上调和NAD+水平下降。为进一步明确NAD+水平下降与卵巢储备的关系，研究人员进一步利用体外卵巢培养体系研究炎症和CD38以及卵泡发育的关系，发现LPS处理诱导炎症发生可以导致野生型小鼠原始卵泡大量激活，而Cd38敲除可以显著抑制这一过程，提示炎症可通过CD38调节卵巢储备。

综上，本研究发现与其他器官相比，中年小鼠卵巢炎症通路被激活，诱导CD38表达上调和NAD+含量降低，导致卵巢储备下降和卵母细胞质量下降，生育力逐渐降低。敲除Cd38可以逆转与年龄相关的SASP、DNA repair、炎症、核心调控转录因子（TFs）和细胞间通信等通路，延缓卵巢衰老。小分子抑制剂（78c）处理可抑制CD38提高卵巢NAD+水平，改善卵子质量。这项研究全面揭示了卵巢较早衰老的分子机制，为靶向延缓卵巢衰老提供了潜在的临床治疗策略。

孙莹璞教授和杨庆岭副研究员为该论文的通讯作者。杨庆岭副研究员、硕士研究生陈雯慧和已毕业硕士研究生丛璐平（香港中文大学读博）为该论文共同第一作者。