The influence of hydrogen sulfide on meiotic maturation of mouse oocytes

Oocyty w jajnikach ssaków są zablokowane w profazie pierwszego podziału mejotycznego. Wyizolowanie takich oocytów z pęcherzyków jajnikowych powoduje spontaniczne wznowienie cyklu komórkowego i rozpoczęcie dojrzewania mejotycznego. W doświadczeniach na oocytach, a także w niektórych procedurach z zakresu rozrodu wspomaganego rutynowo blokuje się spontaniczne podjęcie dojrzewania mejotycznego poprzez stosowanie farmaceutyków utrzymujących oocyty sztucznie w stadium profazy poprzez blokowanie aktywności fosfodiesteraz (PDEs). Oocyty w hodowlach in vitro narażone są w dużym stopniu na negatywny wpływ wolnych rodników w wyniku zwiększonej dostępności tlenu. Dlatego wydaje się być zasadnym znalezienie środka, który mógłby być stosowany jednocześnie, jako antyoksydant oraz efektywny bloker wznawiania mejozy. W pracy sprawdzono, czy takim środkiem nie mógłby być siarkowodór. Dotychczasowe badania w różnych typach komórek sugerują, że ten powszechnie uznawany za silnie toksyczny gaz w stężeniach fizjologicznych wykazuje właściwości hamujące PDEs, stąd, być może, byłby w stanie utrzymywać wysokie poziomy cyklicznego AMP, które uniemożliwiłyby wyjście oocytu z profazy I. Wiadomo także, że w stężeniach fizjologicznych, dzięki zdolnościom antyoksydacyjnym hamuje generację ROS i zmniejsza stres oksydacyjny. Doświadczenia wykonane w ramach przedłożonej pracy udowodniły, że nie jest efektywnym blokerem profazowym. Zaobserwowano opóźnienie wznawiania mejozy, ale nie całkowite jej zablokowanie, co więcej oocyty, które podejmowały dojrzewanie mejotyczne wykazywały obniżoną zdolność do wyrzucania I ciałka kierunkowego. Wraz ze wzrostem stężenia wzrastał odsetek komórek martwych dowodząc, że siarkowodór w zastosowanych stężeniach, nie wykazywał własności cytoprotekcyjnych w oocytach.

Mammalian oocytes are arrested in the ovaries at the prophase stage of the first meiotic cell cycle. Upon isolation from the ovary they spontaneously resume meiosis and progress through meiotic maturation. In many kinds of experiments as well as in some procedures of assisted reproduction the spontaneous resumption of meiosis in the oocytes isolated from ovaries is not recommended. In such cases specific drugs are used to block oocytes artificially at the prophase through inhibition of the phosphodiesterase activities. The oocytes in the in vitro culture suffer from high level of reactive oxygen species (ROS) resulting from the elevated exposure to oxygen. Therefore, it is reasonable to find the drug which would inhibit the resumption of meiotic maturation acting, at the same time, as the protectant against the oxidative stress. In this work hydrogen sulphide (H2S) was tested for such a dual function. It was found that H2S significantly delayed the resumption of meiotic maturation of oocytes, however, without the ability to block it permanently. The oocytes exposed to H2S upon delayed resumption of meiotic maturation underwent the first meiotic division (indicated by the extrusion of the first polar body) with reduced frequency. Moreover, it was found that H2S treatment resulted in dose-dependent elevation of the fraction of dead oocytes. Thus, for the tested concentrations, no protective effect of this compound was observed.