卵母细胞减数分裂成熟是一个严密而复杂的发育过程,也是决定雌性动物繁殖性能的重要因素之一,直接影响家畜的生产效率。这一过程涉及诸多功能蛋白的精密调控,从而保证卵母细胞中一系列细胞器的正常运转以及各种生物学事件的有序发生。酪蛋白激酶2（Casein kinase 2,CK2）和细胞外信号调节激酶5（Extracellular signal-regulated protein kinase 5,ERK5）属于丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族成员,广泛存在于各类体细胞中,参与细胞周期的调控事件,包括细胞增殖、细胞分化、细胞凋亡、DNA损伤修复等。然而,CK2和ERK5在卵母细胞减数分裂成熟中的确切作用尚未完全明确,我们推测它们在卵母细胞发育过程中也发挥着不可或缺的功能。为此本研究以猪和小鼠卵母细胞为研究对象,利用CK2和ERK5的特异性抑制剂分别探究它们参与卵母细胞体外成熟过程的作用及可能机制,为提高卵子体外成熟率和改善家畜繁殖性能提供理论依据。具体实验内容和研究结果如下:试验一、CK2调节纺锤体组装检验点驱动猪卵母细胞减数分裂进程已有研究表明CK2参与众多细胞周期调控过程,涉及细胞增殖、细胞分化、细胞凋亡、DNA修复以及昼夜节律调节等。利用猪卵母细胞体外成熟体系、免疫荧光染色和定量、免疫印迹以及抑制剂处理等方法,我们证明了 CK2通过调节纺锤体组装检验点（Spindle assembly checkpoint,SAC）参与猪卵母细胞减数分裂成熟。免疫荧光染色和免疫印迹结果显示,在卵母细胞减数分裂成熟恢复后,CK2被磷酸化,呈现恒定表达,并始终定位在染色体上。利用CK2特异性抑制剂CX-4945对其活性进行抑制后,我们观察到卵母细胞减数分裂进程受阻,第一极体排出率大幅下降,导致卵母细胞的发育停滞在第一次减数分裂中期（Metaphase I,M I）,其原因是纺锤体组装异常和染色体排列紊乱,进而激活了 SAC。另外,我们发现抑制CK2活性后微管蛋白乙酰化程度降低,造成微管的稳定性减弱,从而引起卵母细胞中的纺锤体/染色体结构异常。最后,我们通过γH2A.X染色发现,抑制CK2活性促使DNA损伤水平显著升高,表明DNA损伤可能是导致卵母细胞减数分裂失败的另一个关键因素。总之,我们的研究表明,CK2通过确保正常的纺锤体组装和DNA损伤修复来调控猪卵母细胞体外成熟。试验二、ERK5调控纺锤体组装促进小鼠卵母细胞减数分裂成熟细胞外信号调节激酶（Extracellular signal-regulated protein kinase,ERK）是丝裂原活化蛋白激酶（Mitogen-activated protein kinase,MAPK）家族成员之一。ERK 家族有5个亚族,包括ERKl-ERK5,其中ERK1和ERK2信号通路研究得最透彻,它们广泛表达,在不同细胞内涉及有丝分裂和减数分裂的调节。相对而言,ERK5研究较少,其相关作用机理也尚未明确,有关ERK5在卵母细胞减数分裂中的确切功能更是未知。本研究通过免疫荧光染色发现ERK5在卵母细胞减数分裂恢复后的MⅠ和MⅡ期均定位纺锤体两极区域,与体细胞中大部分ERK5存在于细胞质中而少部分存在于细胞核中的定位模式完全不同,提示ERK5可能参与调控减数分裂中纺锤体组装事件。我们进一步使用ERK5特异性抑制XMD8-92抑制其活性来检测ERK5在卵母细胞成熟过程中的作用。结果显示抑制ERK5导致卵母细胞体外成熟后第一极体排出率显著降低,并阻滞在MⅠ期。此外,我们发现抑制ERK5增加了微管蛋白乙酰化水平造成微管过度聚合,从而破坏了微管动态和纺锤体组装,引起SAC持续激活,阻止卵母细胞从中期向后期的进程。总而言之,我们的结果证明,ERK5在卵母细胞减数分裂过程中具有独特的定位模式和功能,通过调节纺锤体组装促进卵母细胞体外发育成熟。