MicroRNA-21 は、ヒト精子細胞の生存率を調節する因子であり、卵子の発生能に影響を与える可能性がある

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Biol. Reprod..2020 Jun;103(1):94-103. 5824829. doi: 10.1093/biolre/ioaa058.

MicroRNA-21 は、ヒト精子細胞の生存率を調節する因子であり、卵子の発生能に影響を与える可能性がある

MicroRNA-21 as a regulator of human cumulus cell viability and its potential influence on the developmental potential of the oocyte.

Alison F Bartolucci
Tracy Uliasz
John J Peluso

PMID: 32333014 DOI: 10.1093/biolre/ioaa058.

抄録

MicroRNA-21 はウシ、マウス、ヒトの積雲細胞で発現しており、マウスおよびウシの積雲細胞での発現は卵子の発生能と相関している。本研究の目的は、積雲細胞のMIR-21とヒトの卵子発生能との関係を評価することであった。その結果、胚盤胞形成前に停止した卵母細胞と比較して、胚盤胞に発達した卵母細胞の積層細胞では、未成熟型と成熟型の両方の MicroRNA-21（MIR-21-5p）が上昇していることが明らかになりました。このMicroRNA-21の増加は、卵母細胞が胚盤胞に発達したか否かに関係なく観察された。さらに、成熟に失敗したか、あるいはメタフェースIIまで成熟したが受精に失敗した卵母細胞の周囲の積雲細胞におけるMIR-21-5pレベルは、胚盤胞形成前に停止した卵母細胞に関連するMIR-21-5pレベルよりも≈50%低い値であった。発達能力が低下した卵母細胞に関連する積雲細胞が、なぜMIR-21-5pの発現量が少ないのかは不明である。これは、成長分化因子９の受容体、または、未成熟形態のMicroRNA-21の成熟形態への変換を順次促進するロシャ・リボヌクレアーゼIII（DROSHA）およびダイサー・リボヌクレアーゼIII（DICER）のいずれかの発現が低下したためであると考えられる。さらに、MIR-21-5p 阻害剤で処理したキュムラス細胞では、アポトーシスが増加し、キュムラス細胞の AKT 依存性生存経路を阻害することが知られている PTEN の発現が増加した。これらの研究は、ヒト積雲細胞におけるMicroRNA-21の役割が、ヒト卵母細胞の発生能に影響を与えることを示す証拠を提供しています。

MicroRNA-21 is expressed in bovine, murine, and human cumulus cells with its expression in murine and bovine cumulus cells correlated with oocyte developmental potential. The aim of this study was to assess the relationship between cumulus cell MIR-21 and human oocyte developmental potential. These studies revealed that both the immature and mature forms of MicroRNA-21 (MIR-21-5p) were elevated in cumulus cells of oocytes that developed into blastocysts compared to cumulus cells of oocytes that arrested prior to blastocyst formation. This increase in MicroRNA-21 was observed regardless of whether the oocytes developed into euploid or aneuploid blastocysts. Moreover, MIR-21-5p levels in cumulus cells surrounding oocytes that either failed to mature or matured to metaphase II but failed to fertilize, were ≈50% less than the MIR-21-5p levels associated with oocytes that arrested prior to blastocyst formation. Why cumulus cells associated with oocytes of reduced developmental potential expressed less MIR-21-5p is unknown. It is unlikely due to reduced expression of either the receptors of growth differentiation factor 9 or rosha Ribonuclease III (DROSHA) and Dicer Ribonuclease III (DICER) which sequentially promote the conversion of immature forms of MicroRNA-21 to mature MicroRNA-21. Furthermore, cultured cumulus cells treated with a MIR-21-5p inhibitor had an increase in apoptosis and a corresponding increase in the expression of PTEN, a gene known to inhibit the AKT-dependent survival pathway in cumulus cells. These studies provide evidence for a role of MicroRNA-21 in human cumulus cells that influences the developmental potential of human oocytes.