小鼠卵母细胞成熟表型体外实验鉴定可逆性减数分裂进程阻滞剂，用于非激素类避孕药的发现

研究问题：卵母细胞成熟能否被改造成药物筛选流程中的表型实验，以鉴定能够阻滞减数分裂进程的化合物，用于女性非激素类避孕药的发现？ 简要回答：一种复杂的小鼠卵母细胞成熟表型实验可鉴定出在特定阶段可逆地阻滞减数分裂进程的有效化合物。 已知信息：在卵母细胞成熟过程中，停滞在第一次减数分裂前期的卵母细胞恢复减数分裂，经历生发泡破裂，并完成第一次减数分裂挤出第一极体。卵母细胞成熟对于产生可受精配子至关重要，因此阻滞减数分裂进程是非激素类避孕的一个有前景的靶点。此外，这一过程可在体外重现，为药物筛选提供了一个强大的表型实验。 研究设计、规模、持续时间：从CD-1小鼠超数排卵后收集卵母细胞，在含有生物活性化合物库中单一剂量（10μM）化合物的条件下体外成熟14-16小时。仅用二甲基亚砜或10μM米力农（一种已知的磷酸二酯酶3A抑制剂）孵育分别作为阴性对照和阳性对照。初步筛选和随后的浓度-反应测试均重复进行。 参与者/材料、环境、方法：在体外成熟期间将卵母细胞与化合物孵育，以鉴定对减数分裂进程有抑制作用的化合物。我们特别关注那些能维持第一次减数分裂前期阻滞或阻止第一极体挤出的化合物。在体外成熟前后拍摄明场图像，根据形态学标准评估成熟状态。利用该平台，我们根据注释靶点和结构多样性筛选了化合物库中818个化合物子集。命中定义为抑制减数分裂进程≥80%的化合物。通过独立来源的化合物和浓度依赖性对命中进行验证。命中化合物还在延长培养处理中测试，以确认减数分裂阻滞的维持。对维持第一次减数分裂前期阻滞的化合物进行反筛实验，以排除因抑制PDE3A活性导致的表型。 主要结果和偶然性的作用：从初步筛选中，我们鉴定了29个阻滞卵母细胞成熟的命中化合物。通过独立来源和浓度-反应验证后，确认了18个化合物。5个化合物导致第一次减数分裂前期阻滞，但只有1个不是基于PDE3A抑制。13个化合物使减数分裂恢复但未挤出极体，其中12个在延长培养期间维持阻滞。因此，使用该筛选流程，我们共鉴定了13个化合物，总体确认命中率为1.6%。使用该表型实验，我们还比较了结构类似物的活性，从而建立了初步的构效关系。此外，化合物处理后洗脱可使33%和50%分别阻滞在生发泡和生发泡破裂阶段的卵母细胞正常恢复减数分裂，证明了可逆性的潜力。 大规模数据：不适用。 局限性、注意事项：虽然该筛选平台可以鉴定有效化合物，但其蛋白质靶点和潜在作用机制未知。因此，需要进一步研究来解析靶点并生成更具特异性的化合物。鉴于我们的表型卵母细胞筛选实验基于小鼠模型，转化考虑还需要使用人类卵母细胞进行验证。最后，所有实验都是在裸卵上进行的，未考虑完整卵丘-卵母细胞复合体中的活性。 研究结果的更广泛意义：通过我们的筛选流程，我们鉴定了能有效抑制减数分裂进程的化合物。除了加深对卵母细胞成熟的理解外，我们强调这些有效化合物是新型药物候选物或新型靶点鉴定用于女性非激素类避孕的有前景的起点。 研究资助/利益冲突：本工作由盖茨基金会资助[INV-003385]。根据基金会的资助条件，知识共享署名4.0通用许可证已分配给可能由本投稿产生的作者接受稿件版本。作者声明没有利益冲突。