缺少一種蛋白質，年輕小鼠卵子也會出現老化跡象
日本研究人員發現一種名為 OMC1 的蛋白質，有助於小鼠卵子維持染色體之間的連結，這些連結是成功繁殖所必需的。研究人員移除這種蛋白質後，即使是年輕卵子也出現連結減弱及染色體分離錯誤，情況與老年卵子相似。
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這項研究於 2026 年 10 月 29 日發表於《Nature Aging》，由千葉大學、熊本大學與理化學研究所（RIKEN）的研究人員共同進行。RIKEN 於 10 月 30 日在其OMC1 研究公告中公布這項發現，指出 OMC1 可防止 REC8 黏連蛋白複合體流失；該複合體負責將染色體副本連結在一起。
OMC1 是 Oocyte Meiotic Chromosome protein 1（卵母細胞減數分裂染色體蛋白 1）的縮寫。卵母細胞是尚未成熟的卵細胞。在細胞恢復分裂、進而形成成熟卵子之前，卵母細胞會長時間暫停發育，其染色體必須在這段期間維持正確連結。
研究人員也進行了挽救實驗：在成年小鼠卵母細胞中恢復 OMC1，部分恢復了染色體上的 REC8，並減少染色體錯誤。這項結果為科學家提供一個具體的維護機制，可進一步研究卵子品質為何會隨年齡下降。
卵子為何需要長久維持染色體連結
雌性哺乳動物在出生前就已形成卵母細胞儲備。這些細胞開始進行減數分裂，也就是為生殖而減少染色體數量的特殊過程，接著在過程中途暫停。人類的這段暫停期可能長達數十年。
染色體承載遺傳指令。在暫停之前，每條染色體都已複製，形成兩個相同的結構，稱為姊妹染色單體。REC8 黏連蛋白就像分子層級的固定系統，讓這些副本維持連結，直到分裂進入適當階段。
卵子必須在正確時機解除這些連結。如果連結過早減弱，染色體可能無法正確分離，使成熟卵子的染色體數量過多或過少。
在這段漫長的休眠期間，REC8 黏連蛋白不會補充。其逐漸流失被認為是老化卵子發生染色體錯誤的主要原因之一。研究人員希望了解，卵母細胞是否會主動保護這批需要長期維持的黏連蛋白。
這項發現顯示，OMC1 也參與 REC8 的保護過程。RIKEN 表示，OMC1 會與 REC8 一同留在卵母細胞的染色體上，並協助防止該複合體消失。
研究團隊如何找到 OMC1
千葉大學醫學研究所教授石黑圭一郎（Kei-ichiro Ishiguro）領導這項研究。團隊成員包括千葉大學博士生飯坂咲恵（Sakie Iisaka）與講師島田龍樹（Ryuki Shimada），以及理化學研究所生物系統動態研究中心副主任暨研究團隊主管北島智也（Tomoya S. Kitajima），和理化學研究所技術員吉田修平（Shuhei Yoshida）。
研究人員首先比較未成熟胎兒卵母細胞與雄性生殖細胞中的基因活性；雄性生殖細胞會發育成精子。雄性生殖細胞不會像卵母細胞一樣長時間暫停發育，因此這項比較有助於找出與卵母細胞這段特殊等待期相關的基因。
他們使用單細胞 RNA 定序技術，讀取個別細胞中的 RNA 訊息。這些訊息能顯示細胞正在使用哪些基因。研究人員將這項分析與減數分裂延遲小鼠的資料結合後，找出一個先前未被充分了解的基因；該基因會在卵母細胞即將進入暫停期前活化。
團隊將這個基因命名為 Omc1，其蛋白質則命名為 OMC1。進一步實驗發現，從胎兒發育到成年階段，這種蛋白質都出現在與 REC8 黏連蛋白相同的染色體位置。
移除 OMC1 後發生了什麼事？
研究人員利用基因工程培育出缺少 Omc1 的小鼠，藉此檢視缺少這套維護系統會造成什麼影響。這些小鼠的卵母細胞進入長期休眠階段後，染色體上的 REC8 便開始比正常情況更早消失。
接著，年輕卵母細胞的染色體凝聚力下降，也就是染色體副本之間的連結變弱。它們在分裂時分配染色體也發生錯誤，情況與常見於老年卵子的問題相似。
日文報導中描述的實驗也發現，染色體過早異常分離，而受精卵發育成正常胚胎的比例則大幅下降。報導未提供這項降幅的具體百分比。
這一連串結果將分子變化與生殖結果連結起來：OMC1 流失之後，染色體連結減少、分離出錯，胚胎發育也變差。這項發現有助於說明，卵子在漫長休眠期間維持既有結構為何如此重要。
補回蛋白質可減少錯誤
接著，研究人員將帶有 OMC1 製造指令的信使 RNA 導入缺少這種蛋白質的卵母細胞。信使 RNA 通常簡稱 mRNA，是細胞可用來製造特定蛋白質的一組暫時性指令。
在成年卵母細胞中恢復 OMC1，部分補回了附著於染色體上的 REC8，並減少染色體錯誤。日文報導也指出，恢復 OMC1 可抑制缺少這種蛋白質時觀察到的過早分離現象。
領導這項研究的千葉大學教授石黑圭一郎以染色體維護來說明 OMC1 的作用：
「根據這些結果，OMC1 應被視為延長卵子染色體壽命的維護因子，而不是阻止老化本身的因子。」石黑說。
部分恢復的結果，讓研究人員得以探討 OMC1 如何在成年卵子中維持染色體連結。未來實驗仍有一個實際問題待解：在卵子生命週期的不同階段，究竟能恢復多少保護作用，尤其是在黏連蛋白已大量流失之後。
人類基因提供另一條線索
人類有一個與小鼠基因相對應的基因，稱為 CCDC201。先前的基因研究發現，CCDC201 的基因變異與早發性停經及卵巢功能喪失有關，使小鼠實驗與人類生殖健康產生關聯。
研究人員透過製造一種縮短版小鼠 OMC1，來探討這項關聯；該蛋白質的設計參照了人類 CCDC201 的一種基因變異。縮短版蛋白質缺少其正常結構的一部分，可能影響它在細胞內的位置，以及能否執行功能。
經過改造的小鼠蛋白質無法到達卵母細胞的染色體，也無法恢復染色體凝聚力。結合先前的人類基因研究結果，這顯示 OMC1 或 CCDC201 功能受損，可能有助於解釋部分生殖老化差異。
這項研究為後續探討人類 CCDC201 在卵母細胞中的功能，以及特定基因變異如何影響其功能，提供了方向。本文所述的蛋白質恢復實驗是在小鼠細胞中進行；目前尚未公布病患治療方式或臨床應用時程。
染色體錯誤為何影響懷孕
卵子必須具備正常染色體數量的一半，才能在受精時與精子所帶的染色體結合。減數分裂透過依序進行的分裂來達成這項減半。染色體連結若變弱，就可能破壞這個分裂順序。
染色體數目異常稱為非整倍體。在人類生殖中，這是造成不孕與早期流產的重要原因。有些染色體異常仍可能使妊娠持續，並讓孩子罹患唐氏症等疾病；唐氏症是第 21 號染色體多出一份所致。
卵子的染色體錯誤風險會隨母親年齡增加。OMC1 研究找出一種有助於維持染色體正確分配所需結構的蛋白質，將相關解釋聚焦到細胞內一項具體的維護過程。
對於關心生育能力的人來說，這項研究目前帶來的是更清楚的生物學解釋，而非新的臨床選項。這些實驗為研究人員提供探討卵子品質的目標，但對人類生殖結果的影響仍有待進一步研究。
研究內容與時間軸
論文題名為「卵母細胞專一性 OMC1 是維持生殖期內染色體凝聚力所必需的」。論文 DOI 為 10.1038/s43587-026-01245-5。合作研究人員來自千葉大學、熊本大學、理化學研究所與九州大學。
重要日期與發育階段如下：
- 胎兒發育期間，研究人員在卵母細胞進入長期休眠期前，偵測到 Omc1 活性。
- 從胎兒發育到成年階段，OMC1 都與 REC8 黏連蛋白一同留在卵母細胞染色體上。
- 在缺少 OMC1 的成年小鼠卵母細胞中補回該蛋白質後，染色體相關 REC8 部分恢復，錯誤也減少。
- 2026 年 10 月 29 日：研究發表於《Nature Aging》。
- 2026 年 10 月 30 日：RIKEN 發布這項研究發現的公告。
這些實驗追蹤了卵子必須維持染色體連結期間的蛋白質變化，也將 OMC1 在發育期間的存在與其在成年卵母細胞中的功能連結起來。
研究人員接下來可探討的方向
OMC1 為科學家提供一條具體途徑，可探討染色體凝聚力為何在某些情況下維持得比其他情況更久。移除蛋白質的實驗顯示，缺少 OMC1 會發生什麼事；恢復蛋白質的實驗則提供方法，讓研究人員探究維護過程能恢復到什麼程度。
石黑將這項研究與愈來愈多人晚育的趨勢連結起來，並說明其長期潛在價值：
長遠來看，這些發現可能有助於發展相關方法，以了解、評估，或可能減緩卵子品質隨年齡下降的情形。
人類 CCDC201 的研究結果也提供另一個方向：探討這個基因的變化如何影響染色體維護與卵巢功能。目前最明確的結果是，小鼠卵母細胞會利用 OMC1 協助留住 REC8 黏連蛋白，維持正確分裂所需的染色體連結。
重點整理
- 日本研究人員發現 OMC1，這種蛋白質有助於小鼠卵母細胞保留染色體上的 REC8 黏連蛋白。
- 缺少 OMC1 的年輕小鼠卵子出現染色體連結減弱及分離錯誤，情況與老年卵子相似。
- 在成年小鼠卵母細胞中恢復 OMC1，部分補回了染色體相關 REC8，並減少錯誤。
- 參照人類 CCDC201 基因變異製造的縮短版小鼠蛋白質，無法到達染色體或恢復染色體連結。
- 研究於 2026 年 10 月 29 日發表於《Nature Aging》，RIKEN 隔日發布公告。
- 這項發現為理解卵子老化開啟研究方向；目前尚未公布病患治療方式。
