During mammalian oocyte meiosis, spindle migration and asymmetric cytokinesis are unique steps for the successful polar body extrusion. The asymmetry defects of oocytes will lead to the failure of fertilization and embryo implantation. In present study we reported that an actin nucleating factor formin-like 2 (FMNL2) played critical roles in the regulation of spindle migration and organelle distribution. Our results showed that FMNL2 mainly localized at the oocyte cortex and periphery of spindle. Depletion of FMNL2 led to the failure of polar body extrusion and large polar bodies in oocytes. Live-cell imaging revealed that the spindle failed to migrate to the oocyte cortex, which caused polar body formation defects, and this might be due to the decreased polymerization of cytoplasmic actin by FMNL2 depletion. Furthermore, mass spectrometry analysis indicated that FMNL2 was associated with mitochondria and endoplasmic reticulum-related proteins, and FMNL2 depletion disrupted the function and distribution of mitochondria and endoplasmic reticulum, showing with decreased mitochondrial membrane potential and the occurrence of endoplasmic reticulum stress. Microinjecting Fmnl2-EGFP mRNA into FMNL2-depleted oocytes significantly rescued these defects. Thus, our results indicate that FMNL2 is essential for the actin assembly, which further involves into meiotic spindle migration and ER/mitochondria functions in mouse oocytes.

Abstract Estrogen is an important hormone that plays a role in regulating follicle development and oocyte maturation. Transzonal projections (TZPs) act as communication bridges between follicle somatic cells and oocytes, and their dynamic changes are critical for oocyte development and maturation. However, the roles and mechanisms of estrogen in regulating TZPs during follicular development are not yet understood. We found that the proportion of oocytes spontaneously resuming meiosis increases as the follicle grows, which is accompanied by rising estrogen levels in follicles and decreasing TZPs in cumulus‐oocyte complex. To further explore the effect of elevated estrogen levels on TZP assembly, additional estrogen was added to the culture system. The increased estrogen level significantly decreased the mRNA and protein expression levels of TZP assembly‐related genes. Subsequent research revealed that TZP regulation by estrogen was mediated by the membrane receptor GPER and downstream ERK1/2 signaling pathway. In summary, our study suggests that estrogen may regulate goat oocyte meiosis arrest by decreasing TZP numbers via estrogen‐mediated GPER activation during follicle development.

Abstract The overall oocyte quality declines with ageing, and this effect is strongly associated with a higher reactive oxygen species (ROS) level and the resultant oxidative damage. C-type natriuretic peptide (CNP) is a well-characterized physiological meiotic inhibitor that has been successfully used to improve immature oocyte quality during in vitro maturation (IVM). However, the underlying roles of CNP in maternally aged oocytes have not been reported. Here, we found that the age-related reduction in the serum CNP concentration was highly correlated with decreased oocyte quality. Treatment with exogenous CNP promoted follicle growth and ovulation in aged mice and enhanced meiotic competency and fertilization ability. Interestingly, the cytoplasmic maturation of aged oocytes was thoroughly improved by CNP treatment, as assessed by spindle/chromosome morphology and redistribution of organelles (mitochondria, the endoplasmic reticulum [ER], cortical granules [CGs], and the Golgi apparatus). CNP treatment also ameliorated DNA damage and apoptosis caused by ROS accumulation in aged oocytes. Importantly, oocyte RNA-seq revealed that the beneficial effect of CNP on aged oocytes was mediated by restoration of mitochondrial oxidative phosphorylation, eliminating excessive mitophagy. CNP reversed the defective phenotypes in aged oocytes by alleviating oxidative damage and suppressing excessive PINK1/Parkin-mediated mitophagy. Mechanistically, CNP functioned as a cAMP/PKA pathway modulator to decrease PINK1 stability and inhibit Parkin recruitment. In summary, our results demonstrated that CNP supplementation constitutes an alternative therapeutic approach for advanced maternal age-related oocyte deterioration and may improve the overall success rates of clinically assisted reproduction in older women.