KIF4基因对小鼠卵子成熟的分子调控机制(2)
卵母细胞成熟是指卵母细胞从激活并完成第一次减数分裂，排出第一极体，并发育到第二次减数分裂中期的过程[2]。在这个过程中，卵母细胞经历的两次高度不对称的减数分裂，最终使得卵母细胞变成了一个大的单倍体卵子和两个较小的极体[3]，具有了受精能力。而卵子减数分裂中能够成功排出极体主要依赖于纺锤体迁移以及在皮质层的定位，皮质层的重组，以及卵母细胞极性的形成。这个过程对卵母细胞受精以及遗传物质在早期胚胎发育中的保留是非常重要的[4]。
在减数分裂的整个过程中，遗传物质复制一次，细胞分裂两次并且形成一个成熟的卵子。在第一次减数分裂期间，卵母细胞完成染色体复制、同源染色体之间的DNA片段交换。到了后期，细胞中的染色质变得疏松，而在染色质外面包裹了完整的核膜，这一时期被叫做核网期，这个时候的细胞核称为生发泡（GV）[5]。卵母细胞将会长时间停滞在这个时期，进行mRNA转录。
在mRNA转录完毕后，生发泡破裂 (germinal vesicle breakdown，GVBD)，标志着卵母细胞成熟的开始[6]。不同于有丝分裂，在生发泡破裂之后（germinal vesicle breakdown,GVBD），卵母细胞进入第一次减数分裂中期时（metaphase I，MI），染色体开始重组，并合成了受精卵或胚胎发育所需要的大部分蛋白质，纺锤体在细胞质的中央组装形成，进入核的内部，染色体向纺锤体中间位置移动，形成双极纺锤体。然后纺锤体在微丝的牵引下移动到卵母细胞的皮质层，之后微丝在纺锤体附近的皮质层聚集形成微丝帽（action cap），皮质颗粒细胞重新分布形成皮质颗粒自由区域（cortical granule-free domain，CGFD），这一过程对卵母细胞极体成功排出起着重要作用。双极纺锤体和微丝冒两者共同构成了第一次减数分裂中期（MI）的典型形态特征。
在第一次减数分裂后期，卵母细胞的极化使其变得不对称，当纺锤体迁移至皮质区域时，同源染色体开始分离并且向两极运动，纺锤体的微管拉着同源染色体向两极运动[7]，拉向每极为单倍体数量（n）的染色体。此时卵母细胞从MI期发育至减数分裂后期（anaphase I，AI）。在微管牵拉和微丝收缩环的共同作用下，同源染色体完全被分离，产生两对姐妹染色体并且排出第一极体，卵母细胞进入第一次减数分裂末期（telaphase I，TI）；第二次减数分裂类似于体细胞的有丝分裂，姐妹染色体将平均分配至两个子细胞中去最终在胞质分裂环作用下卵母细胞发生胞质分裂，排出第一极体，成为次级卵母细胞。纺锤体迅速形成。随后小鼠次级卵母细胞停滞在减数分裂第二次分裂的中期，等待受精。
由于同源染色体依靠纺锤体的移动而分离，因而纺锤体在遗传物质的平均分配中具有重要的作用[8]。在非整倍体中纺锤体的构型以及染色体的排列会遭到破坏，而这些非整倍性的卵子受精会形成非整倍体的胚胎，这也就是造成生殖障碍的主要原因[9]。
KIF4A是驱动蛋白超家族4（kinesin family member4, KIF4）中的一种，是在染色体凝集及整列中发现的一个重要蛋白。在有丝分裂后期转运PRCI蛋白到纺锤体中央区的过程中参与微管捆绑作用。KIF4蛋白异常可能导致有丝分裂失败。
KIF4A属于KIF4亚家族，在哺乳动物中，有三种同源物质：KLP3A，Xklp1，hKIF4A [10,11]。有研究发现，在果蝇中，KLP3A对于中心纺锤体的形成以及文持具有重要作用，并且引导纺锤体极在前中期的分离 [12]。在爪蟾中，Xklp1是调控染色体聚集的重要因子，并且对于染色体的定位以及纺锤体的组装也具有重要作用[13]。而KIF4A与以上几种同源物质一样对染色体聚集以及胞质分裂都具有重要作用[14]，