马克斯普朗克多学科科学研究所的研究人员开发了一种实时成像方法，以前所未有的细节揭示了排卵过程。研究小组根据最初的观察结果进行了抑制测试，以确认因果关系。
卵母细胞是储存在卵泡中的未成熟卵子。每个卵巢周期一次，卵母细胞成熟为受精卵并从卵泡中释放出来。这个释放过程就是我们所说的排卵。
排卵研究通常是用固定的组织来完成的，捕捉过程的固定时间点。虽然有用，但这些时间点分析在试图理解像排卵这样的动态事物时是有限的。
发表在《自然细胞生物学》上的技术报告“体外成像揭示了排卵的时空控制”，展示了研究人员如何使用一种新的图像捕获方法来识别排卵的三个不同阶段：卵泡扩张、收缩和破裂，最终释放卵子。
图像是用共聚焦和双光子显微镜组合捕获的，活体成像分离的小鼠卵巢卵泡。具有细胞膜和DNA表达标记的转基因小鼠供体有助于使复杂的运动可见。
该技术通过在24小时内每隔10分钟成像一次来捕捉排卵过程，从而可以在细胞和整个卵泡水平上详细观察排卵情况。研究小组根据最初的观察和数据收集结果，进行了抑制测试，以确认因果关系。
该研究确定卵泡扩张为第一阶段，由透明质酸分泌和液体流入驱动，从而增加卵泡体积。最初观察到的增加导致了透明质酸合成的抑制试验，导致扩张减少和排卵受阻，证实了其直接作用。
其次是收缩，由外滤泡层的平滑肌细胞控制，可能受黄体酮和内皮素信号的调节。抑制这些途径可减少收缩和排卵率，证实相互作用。
最后，卵泡开始破裂，随后是卵泡液、积云细胞和卵子的释放。破裂和卵子释放被认为发生在三个步骤：液体破裂，细胞破裂和卵子释放。
线粒体能量产生和肌动球蛋白收缩的分子机制也被发现驱动这一过程。在触发初始排卵后6至9小时，基因表达分析显示线粒体呼吸链活性相关通路上调，表明平滑肌细胞在收缩过程中对ATP的需求很高。抑制线粒体功能损害收缩和阻止排卵，证明依赖线粒体ATP的产生。
此外，研究人员发现，在hcg后9至12小时，与肌动球蛋白收缩性相关的基因表达增加。阻断肌动球蛋白收缩能力进一步证实了肌动球蛋白驱动收缩对卵泡破裂和卵子释放的必要性。
这种新方法不仅揭示了排卵的详细时空模式，为研究细胞和分子机制如何相互依赖于生殖开辟了新的途径，而且提供了真正令人惊叹的自然工作视频。