1 引言
辅助生殖技术（ART）极大地改变了不孕症治疗的格局。尽管培养系统和实验室方案不断改进，胚胎植入率和活产率仍然相对较低，仅有约20%–40%形态“理想”的胚胎能成功妊娠。传统形态学分级系统基于卵裂速率、卵裂球对称性和碎片程度，提供了一种主观且有时不足的发育潜能衡量标准。作为回应，人们越来越倾向于数据驱动和生物学信息丰富的选择方法。时差成像（TLI）等技术允许动态评估卵裂事件和形态动力学，而胚胎植入前非整倍体遗传学检测（PGT-A）通过筛查染色体完整性来加强选择。此外，废弃培养液的代谢谱分析，即所谓的“代谢组学指纹图谱”，已被探索作为胚胎适应性的非侵入性生物标志物。最近，基于大型TLI数据集训练的人工智能（AI）模型在预测植入成功率方面显示出比传统分级更高的客观性和可重复性。然而，最近一项随机对照试验（RCT）报告，基于AI的胚胎选择并未证明不劣于常规形态学评估，这凸显了在采用之前需要进行验证和标准化。尽管如此，这些方法可以通过多学科研究进一步完善。特别是，应阐明高质量胚胎选择的生物学机制。
本综述综合了当前关于影响胚胎活力的生物学和技术因素的见解。胚胎活力，即胚胎的发育潜能，是由内在细胞机制和外在环境条件共同塑造的多方面网络。虽然卵母细胞质量在胚胎发育中的基本作用已得到充分证实，但最近的研究揭示了影响胚胎发育潜能的母源因子。母源效应基因及其在卵子发生过程中储存的转录本关键性地决定了胚胎发育。通过调控线粒体活性、纺锤体完整性和mRNA周转，母源因子为受精卵的发育潜能奠定了基础。
这些元素协调支持植入前发育的关键转变，包括合子基因组激活（ZGA）。本文探讨了作为早期胚胎发生分子基础的母源因子，特别是基因组稳定性、线粒体功能、表观遗传调控和代谢适应性的作用，并评估了胚胎选择的现代创新。这里讨论的大多数关于母源因子的机制性见解源于小鼠模型。只要有可用的证据，也会提供来自人类卵母细胞和胚胎的相应证据，以突出其转化相关性。最终，通过改进对发育潜能的预测，可以优化ART结局，减轻患者的身体、情感和经济负担。
2 与胚胎发育潜能相关的母源因子
哺乳动物卵母细胞不仅为下一代提供一半的DNA，还含有丰富的对减数分裂、受精和早期胚胎发育至关重要的母源因子。在卵子发生过程中储存的母源RNA和蛋白质驱动发育直至母源至合子转换（MZT）。最近在小鼠中的研究表明，内质网（ER）应激传感器IRE1α在受精后切割母源mRNA，而IRE1α核糖核酸酶（RNase）活性的丧失会因母源mRNA清除失败导致胚胎在1-2细胞期停滞，这表明母源mRNA降解对发育至关重要。
卵母细胞特异性或早期胚胎特异性的细胞器特征也被认为是后续发育的关键决定因素。例如，早期哺乳动物胚胎表现出功能不完全的纺锤体组装检验点（SAC），使得第一次卵裂容易发生染色体错误分离。需要注意的是，小鼠卵母细胞缺乏典型的中心体，而人类胚胎遗传了精子来源的中心体，导致纺锤体组装存在物种特异性差异。胚胎有时可以将错误分离的染色体隔离到微核中，并通过细胞碎片化将其消除，这种现象在灵长类胚胎中有记载，但许多非整倍体人类囊胚仍然无法植入或导致流产。
细胞内环境的质量，从细胞器功能和母源RNA含量到染色体完整性，关键性地决定了哺乳动物胚胎的发育潜能。本节介绍卵母细胞特异性的分子和细胞特征，并讨论这些特征如何可能影响早期胚胎发育。
2.1 卵母细胞细胞器
卵母细胞在受精后调动多种母源因子以支持早期胚胎发育，其中细胞内细胞器的结构、分布和功能在决定受精卵发育潜能方面起着关键作用。近年来，人们对这些细胞器的结构特征及其功能意义越来越感兴趣。本节基于最新发现，概述卵母细胞内细胞结构如何影响胚胎发育能力，重点介绍四个关键组成部分：线粒体、皮质颗粒（CGs）、胞质晶格（CPL）和平滑内质网（SER）。
2.1.1 线粒体
线粒体是细胞的产能量细胞器，几乎完全来源于卵母细胞，在早期胚胎发育中起着关键作用。研究人员发现，胚胎中线粒体DNA（mtDNA）的数量可以作为其生存能力的指标。两项独立的人类IVF胚胎研究报告了一个显著模式：mtDNA含量异常高的胚胎往往具有较低的发育潜能和植入成功率。事实上，人类胚胎似乎存在一个阈值，超过某个mtDNA拷贝数，胚胎很少植入，而成功植入的胚胎mtDNA水平显著较低。这一反直觉的发现（更多的mtDNA与更低的生存能力相关）导致了“少量mtDNA即可满足胚胎需求”的概念。在临床研究中，提出了一个“MitoScore”分级系统来量化人类胚胎中的这种效应，观察到mtDNA评分高于截止值的胚胎未能植入。然而，MitoScore的临床适用性仍然有限，仍被认为是一种新兴和发展的评估方法。
总的来说，这些人类研究表明，mtDNA含量可以作为胚胎生存能力的生物标志物，有助于识别不太可能导致妊娠的异常囊胚。其基本原理与“安静胚胎”假说一致，该假说认为更健康的胚胎以较低的代谢率运行，因此需要更少的线粒体。相反，经历应激的胚胎倾向于增加线粒体活性和mtDNA拷贝数，这种模式与发育生存能力降低相关。虽然高mtDNA水平被视为警告信号，但它们反映的是细胞应激或低效，而非其原因。
线粒体移植方法已被建议用于改善质量受损卵母细胞的线粒体功能。历史上，开发了细胞质（卵质）移植，通过补充来自健康卵母细胞的细胞成分来提高卵母细胞质量。异源卵质移植已在人类中导致妊娠，但由于存在持续供体来源的mtDNA（异质性）而引发担忧。因此，开发了一种更精细且伦理上可接受的技术——自体线粒体移植。在这种方法中，来自患者自身细胞（通常来自卵巢体细胞，如颗粒细胞，在某些方案中来自推定的卵巢组织中的卵原干细胞[OSCs]；成年人类卵巢中存在功能性OSCs仍有争议）的线粒体，在卵胞浆内单精子注射（ICSI）时被注入卵母细胞。最近一项研究对反复IVF失败的患者应用了这种使用OSCs的方法，并观察到胚胎质量显著改善。经过线粒体补充后，处理过的卵母细胞产生的胚胎质量显著提高，囊胚形成率也更高，最终这些先前不成功的患者诞生了13名健康婴儿。重要的是，该程序的安全性得到了遗传证据的支持，显示婴儿的mtDNA序列与其母亲几乎相同。这一发现表明，添加的线粒体没有引入有害的残留或突变。这些结果表明，线粒体移植可以成为在某些情况下提高胚胎质量和IVF结局的有效选择。
显然，维持线粒体健康状态对胚胎发育至关重要。一个可能损害卵母细胞和胚胎中线粒体完整性的因素是氧化应激，即活性氧（ROS）与抗氧化防御能力之间的失衡。过量的ROS直接损伤线粒体DNA和内部结构，导致线粒体功能障碍的恶性循环：受损的线粒体产效率降低，并可能产生更多的ROS。实证证据将这种氧化损伤与较差的胚胎表现联系起来。例如，经历高氧化应激的哺乳动物胚胎显示囊胚发育延迟和质量下降，这可能是由于累积的细胞损伤和细胞未能清除功能失调的线粒体。IVF来源的小鼠囊胚表现出升高的ROS、降低的线粒体呼吸和增加的糖酵解，这与体内胚胎相比发育能力较低相关。
2.1.2 皮质颗粒（CGs）
CGs是高尔基体来源的分泌囊泡，迁移并聚集在成熟卵母细胞的皮质下区域。受精时，CGs迅速与卵母细胞质膜融合，释放酶类引发透明带反应，称为皮质反应，使透明带硬化并建立阻止额外精子进入的屏障。在人类卵母细胞中，CGs形成一个卵膜下层，其正确定位和胞吐作用对于单精受精至关重要。最近的超微结构研究表明，在细胞骨架缺陷或生殖衰老后观察到CGs错误定位或过早释放。此外，实验室研究表明，冷冻保存会干扰人类卵母细胞中的CG完整性，影响多精受精阻断和胚胎质量。在动物模型（如小鼠和猪）中，来自老年或体外成熟的卵母细胞，CGs的定位和胞吐能力被破坏，导致异常的CG释放、受精率降低和发育停滞增加。老年人类卵母细胞中是否发生类似的皮质颗粒缺陷仍有待确定。例如，ovastacin是一种最初在小鼠中鉴定的定位于皮质颗粒的金属蛋白酶，它切割ZP2，必须被释放以修饰透明带。如果ovastacin未适当释放，受精后透明带硬化会受损。同样，基于猪模型的研究，转谷氨酰胺酶2（TGM2）通过交联透明带蛋白有助于防止多精受精。抑制TGM2已被证明会增加多精受精的发生率，而用重组TGM2处理可促进猪卵母细胞的透明带硬化并减少多精受精。TGM2在人类卵母细胞中是否发挥类似的抗多精受精作用仍有待证实。皮质颗粒的膜融合由卵母细胞中的可溶性N-乙基马来酰亚胺敏感因子附着蛋白受体（SNARE）复合物介导，这是一种在哺乳动物物种中保守的机制。一项研究证明，SNARE蛋白VAMP1和VAMP3是小鼠卵母细胞皮质颗粒胞吐所必需的，而VAMP2则不是。
排卵后老化导致自噬活性降低、皮质颗粒和ovastacin错误定位以及受精结果差。最近在猪卵母细胞中的研究将自噬与皮质颗粒的质量联系起来。事实上，用亚精胺增强自噬已被证明可以恢复皮质颗粒和ovastacin的正常分布，从而改善卵母细胞质量。因此，皮质颗粒的数量或质量缺陷从受精那一刻起就对胚胎能力产生直接影响，监测CG成熟或皮质积累正在被探索作为卵母细胞发育潜能的预测指标。
2.1.3 胞质晶格（CPL）
哺乳动物卵母细胞含有一种独特的纤维状结构，称为CPL，体细胞中不存在。CPL富含卵母细胞特异性的母源蛋白和RNA，长期以来被假设作为受精后所需的核糖体和转录本母源储备的储存库。事实上，小鼠的遗传研究表明，在卵母细胞中表达的母源效应基因，如PADI6、NLRP5（MATER）、TLE6、KHDC3L（FILIA）和OOEP（FLOPED），编码核心CPL组分或其相关因子。
在小鼠中，PADI6蛋白定位于CPL并且是其形成所必需的：PADI6缺失的卵母细胞缺乏可见的CPL，雌性不育，胚胎在2细胞期停滞。类似地，NLRP5的缺失阻止了正常的CPL组装，而Ooep缺失的卵母细胞完全缺乏CPL纤维。TLE6是另一个CPL/皮质下母源复合体（SCMC）组分，对胚胎发生至关重要：小鼠Tle6的无效突变导致早期卵裂停滞，而女性的双等位基因TLE6变异导致反复植入前胚胎停滞。总之，来自小鼠模型和人类患者的这些发现确定，由母源效应基因编码的核心CPL蛋白对卵母细胞发育能力和越过最初几次有丝分裂的进程至关重要。
CPL似乎协调卵质核糖体和mRNA的储存和调控使用。超微结构和生化证据表明，大多数卵母细胞核糖体在卵子发生过程中被隔离在CPL中，而不是参与翻译。在野生型小鼠卵母细胞中，PADI6有助于将核糖体组分“包装”到CPL中。在PADI6缺陷的卵母细胞中，核糖体蛋白和核糖体RNA错误定位，许多母源核糖体未能与不溶性晶格复合物结合。PADI6缺失的小鼠2细胞胚胎显示新蛋白质合成减少，并且特定母源mRNA（如异常高的spindlin产生）的翻译失调。这些来自小鼠模型的数据暗示，CPL通常组织胚胎翻译机器，以便储存的核糖体和选定的转录本在早期卵裂期间被适当动员。CPL还含有RNA结合调节因子：例如，卵母细胞mRNA结合蛋白MSY2与晶格共定位，并且在PADI6缺失的小鼠卵母细胞中MSY2严重错误定位。因此，CPL及其相关因子为ZGA之前母源mRNA的受控储存和适时翻译或周转提供了一个支架，这一功能在小鼠中得到证实，并可能在哺乳动物物种中保守。
CPL组分的缺陷损害MZT。缺乏PADI6、NLRP5、OOEP、TLE6或相关母源基因的小鼠模型均在2细胞期左右显示发育停滞。在这些突变体中，第一次卵裂延迟或异常，胚胎未能激活合子转录。在PADI6缺失的2细胞胚胎中，核RNA聚合酶II，尤其是其磷酸化的活性形式，显著减少，表明ZGA缺陷。类似地，具有TLE6或NLRP5双等位基因突变的人类IVF患者受精正常，但他们的胚胎在囊胚期之前停滞。这些临床观察结果强化了完整的CPL机制对早期发育至关重要。
CPL相关蛋白正在成为发育能力的生物标志物，尤其是在人类IVF中。几项人类研究现在将SCMC/CPL基因（如PADI6和TLE6）的变异或表达与胚胎能力联系起来。例如，母系遗传的PADI6功能丧失突变不仅导致异常的表观遗传重编程，而且导致早期胚胎停滞，这在小鼠模型中得到证明，突出了其对正常植入前发育的重要性。在临床队列中，反复IVF失败的女性通常携带CPL组分的致病性变异，这些患者的胚胎未能进展植入前发育，推测是由于异常的胚胎基因调控。这些发现表明，检测CPL相关的母源因子可能有助于预测ART中人类卵母细胞/胚胎的生存能力。
总之，卵母细胞CPL是一种特化的母源结构，由PADI6、NLRP5、OOEP、TLE6和KHDC3L等因子组成，协调核糖体和mRNA的储存以及翻译控制。其正确组装对早期胚胎发生至关重要，这在小鼠中得到证实，在人类中可能也是如此。CPL功能丧失会破坏母源mRNA调控，减少蛋白质合成和ZGA，并导致发育停滞。CPL组分的存在和完整性因此与生育力密不可分，其破坏可能 underlie 许多跨物种的早期胚胎丢失病例。
2.1.4 平滑内质网（SER）
在哺乳动物卵母细胞中，平滑内质网（SER）是主要的Ca2+ 储存和释放位点，并作为受精时观察到的Ca2+ 振荡的来源。这些Ca2+ 信号对触发卵母细胞激活、纺锤体组装、细胞周期恢复和早期胚胎发育的启动至关重要。在成熟的哺乳动物卵母细胞中，观察到SER与周围的线粒体形成簇，促进高效的局部Ca2+ 释放和摄取。
人类卵母细胞中的异常SER结构已被报道影响卵母细胞质量和随后的胚胎发育。例如，一项临床研究中，具有SER簇的人类卵母细胞的受精率（73.9% vs. 86.2%）、优质囊胚率（26.7% vs. 44.1%）显著较低，并且与未受影响的卵母细胞相比发育更慢。同样，回顾性队列研究显示，人类卵母细胞中SER聚集体（SERa）的存在与第3天优质胚胎率降低相关。一项人类的荟萃分析报告称，来自SERa+卵母细胞的儿童发生重大出生缺陷的风险显著高于SERa-卵母细胞。相反，其他在IVF患者中的大型队列研究发现，SERa+组和SERa-组之间的出生缺陷率或活产率没有显著差异。有趣的是，未发现SER聚集体的存在显著影响胚胎的染色体非整倍体率。
SER通过其相关膜与线粒体物理接触，实现局部Ca2+ 转移和代谢控制。这种对ATP产生和翻译活性的局部调控被认为有助于建立受精和胚胎发生所需的细胞质环境。因此，人类卵母细胞中的SER异常不应仅仅被视为形态学上的奇特现象，而应被视为卵母细胞功能能力的潜在指标。因此，在IVF实践中，评估SER状态不仅应涉及注意其存在，还应评估其特征，如发生频率、空间分布、结构形态以及与线粒体的共定位，以进行卵母细胞质量评估。这种对SER的详细观察可能允许每位患者选择高质量的卵母细胞进行进一步治疗，或由于SERa的存在而取消后续的胚胎移植。
因此，卵母细胞内的各种细胞器不仅仅是结构成分，而是通过其多方面的生理作用，包括能量产生、翻译调控、钙动员和防止多精受精的机制，成为胚胎发育命运的核心决定因素。这些细胞器的结构和功能成熟度可以作为卵母细胞质量的指标，也是决定 resulting 胚胎发育能力的关键因素。因此，对这些细胞器的全面评估从生殖医学和发育生物学的角度来看都具有重要意义。
2.2 染色体分离
卵母细胞中的减数分裂染色体分离是确保遗传物质准确传递给下一代的基本生物学过程。染色体分离的保真度由纺锤体组装检验点（SAC）确保，该检验点防止减数分裂进展，直到所有染色体正确附着到微管上。卵母细胞中的SAC明显比体细胞更宽松（在动物模型中证实），即使一些染色体没有正确排列也允许进展。这种降低的严格性随着母体年龄增长而加剧，导致分离错误和非整倍体急剧增加，这是老年女性不孕、流产和先天异常的主要原因。
SAC活性的一个关键调节因子是Aurora B激酶（AURKB），它在着丝粒内部发挥作用，监测微管附着保真度并促进SAC信号传导，从而防止过早的细胞周期进展。在老年小鼠卵母细胞中，AURKB的丢失或下调导致SAC蛋白水平降低、SAC信号减弱以及减数分裂I期间错误分离频率增加。AURKB功能随年龄增长而下降直接导致SAC监视的崩溃和小鼠中非整倍体卵母细胞的积累；人类卵母细胞老化中可能发生类似现象，尽管其程度仍在调查中。Aurora A激酶（AURKA），一个密切相关的激酶，在小鼠卵母细胞中通过调节无中心粒的微管组织中心（aMTOCs）动力学发挥独特但同样关键的作用，从而在没有中心体的情况下实现正确的双极纺锤体组装。在小鼠卵母细胞中，AURKA调节aMTOCs的分布和TACC3（纺锤体构建所需的一种蛋白）的定位。最近对小鼠卵母细胞的研究进一步表明，AURKA在减数分裂I期间磷酸化着丝粒蛋白HEC1（NDC80）的丝氨酸69，增强染色体排列和SAC激活。这些发现强调了AURKA通过调节着丝粒信号在纺锤体组装和SAC满足中的双重作用。
除了检查点监视外，姐妹染色单体之间的物理黏连对正确分离至关重要。这种黏连由减数分裂特异的黏连蛋白复合体介导，该复合体包含几种蛋白质，包括SMC1β、SMC3、STAG3和kleisin亚基REC8。由于卵母细胞在前期I停滞很长时间（人类数十年，小鼠数月），黏连蛋白随时间推移而退化，导致染色单体黏连与年龄相关的减弱。老年小鼠和人类的卵母细胞都显示着丝粒REC8和SGO2定位减少，导致姐妹染色单体过早分离和错误分离。在人类卵母细胞中，着丝粒黏连的保护部分由Shugoshin 2介导，其在老年卵母细胞中从着丝粒的丢失导致染色单体解离增加和非整倍体。
并非所有染色体都同样容易发生错误分离。近端着丝粒染色体，如人类13、14、15、21和22号染色体，具有使其更容易断裂的结构特征。这些染色体的着丝粒位于短臂附近，并且往往比中间着丝粒染色体拥有更少的黏连蛋白复合体，这在猪卵中显示。因此，它们对与年龄相关的黏连丧失和与纺锤丝的错误附着更敏感，使它们特别容易发生错误分离。例如，21号染色体错误分离是唐氏综合征的主要原因。
总之，卵母细胞中染色体分离的保真度受一个整合网络调控，该网络涉及由AURKB介导的SAC严格性、通过AURKA的正确纺锤体组装、REC8和SGO2等黏连蛋白复合体的完整性以及染色体的内在结构。这些组分中任何一项的破坏，例如衰老过程中SAC活性和黏连蛋白功能的同时下降，可能导致严重的错误分离事件。人类的高龄母亲通常与这些机制的累积损伤相关，导致非整倍体卵母细胞率更高、胚胎质量降低、植入失败和染色体疾病风险增加。
2.3 母源转录本
沉积在成熟卵母细胞中的母源RNA在从受精到ZGA的过程中受到严格的转录后控制，形成发育能力的分子基础。在早期胚胎中，胞质多聚腺苷酸化元件结合蛋白1（CPEB1）和DAZL调节小鼠母源mRNA的翻译，从而支持发育所需蛋白质的合成。BTG4/CCR4–NOT去腺苷酸化酶复合物可能通过母源编码的衰变途径（M-decay）在ZGA之前去除不需要的母源转录本，如在人类卵母细胞中观察到。例如，在小鼠卵母细胞中，BTG4招募CCR4–NOT到 actively translating 的母源mRNA并加速其去腺苷酸化，许可它们及时降解和适当的MZT进程。
与CPLs相关的结构组分，包括PADI6和RNA结合蛋白ZAR1和ZAR2，有助于卵母细胞质中母源mRNA的浓缩和稳定。这些组分有助于组织一个支架环境，支持受调控的翻译。PADI6是SCMC和CPLs的关键组分。在缺乏PADI6的小鼠中，CPLs不形成，胚胎发育在2细胞期停滞。这一发现表明CPLs的完整性对维持母源mRNA稳定性、促进正常ZGA至关重要。类似地，在小鼠中，ZAR1和ZAR2结合并稳定母源转录本子集。在缺乏ZAR1和ZAR2的小鼠卵母细胞中，许多母源mRNA的水平，包括MZT许可因子BTG4，降低。此外，这些转录本的翻译受损，导致有缺陷的MZT。
SCMC是卵母细胞皮质下的多蛋白组装（最初在小鼠中表征，也存在于人类卵母细胞），由母源衍生因子如TLE6、PADI6和MATER组成。每个SCMC有助于基本的早期发育过程，包括细胞质结构的组织、正确的细胞分裂和极性的建立。在小鼠中，任何核心SCMC因子的缺失都会破坏这些过程并阻止超越最初合子卵裂阶段的进展。SCMC在ZGA之前存在于卵母细胞中，并提供一个细胞质支架，也有助于母源mRNA的定位和翻译控制（在小鼠模型中定义的角色，可能在人类中保守）。特别是，PADI6或其他SCMC组分的缺失会破坏CPL形成，导致母源转录本去稳定和ZGA延迟或失败，这在小鼠基因敲除中观察到，并在具有母源效应基因突变的患者的早期胚胎停滞中 mirrored。
ZGA之后，合子衰变途径（“Z-decay”）清除剩余的母源mRNA。在小鼠胚胎中，母源因子YAP1和合子因子TEAD4诱导末端尿苷酰转移酶TUT4/7的表达，这些酶介导母源mRNA 3'末端的尿苷化并触发其降解。重要的是，并非所有母源转录本都在最早几次卵裂中被消除。最近在小鼠中的研究确定了“MARTRE”蛋白家族作为卵母细胞到胚胎转换过程中多聚腺苷酸（A）尾长的守护者。MARTRE蛋白直接结合CCR4-NOT去腺苷酸化复合物并抑制其活性，从而保护母源mRNA上的长多聚（A）尾并维持其翻译。在MARTRE缺失的小鼠胚胎中， actively translating 的母源mRNA获得更短的多聚（A）尾并表现出翻译减少，导致2细胞进程延迟和植入前发育受损。这揭示了一种新的机制，胚胎通过该机制在合子控制完全建立之前保存母源mRNA翻译，从而微调MZT的时机。
SCMC组分在ZGA之后继续支持胚胎（在小鼠和人类胚胎的早期发育中均观察到）。TLE6、MATER、NLRP2、PADI6和其他SCMC蛋白在早期胚胎中仍然功能重要，有助于维持染色体/基因组完整性、细胞器分布和囊胚形成；证据主要来自小鼠模型，在人类中有一些迹象。SCMC不仅作为结构支架，而且作为母源mRNA定位和翻译的调节因子，确保早期胚胎的质量和发育潜能。
2.4 其他方面
除了细胞内细胞器、染色体分离机制和母源转录本的作用外，最近的研究强调了卵母细胞和胚胎发育能力的其他决定因素。特别是卵母细胞表观基因组的可塑性、自噬的功能以及细胞质稳态（包括pH和氧化还原平衡）至关重要。例如，在卵子发生过程中建立的表观遗传标记，特别是组蛋白修饰和DNA甲基化，对正确的ZGA和印记基因的表达至关重要。这些标记的破坏，无论是由于母体衰老还是体外培养条件，都会增加异常胚胎发育的风险。
自噬的维持也与发育潜能直接相关。在排卵后的小鼠卵母细胞中，VPS34通路通常功能是清除受损的细胞器。卵母细胞特异性删除VPS34会损害自噬和线粒体自噬，导致功能缺陷的线粒体积累，其ROS水平升高、线粒体膜电位降低，以及哺乳动物MII卵母细胞及其早期胚胎中ATP产生和蛋白质合成显著减少。因此，这类胚胎无法完成ZGA，并在小鼠的2-4细胞期停滞。类似地，细胞质氧化还原环境的扰动影响线粒体功能和翻译：氧化应激升高ROS并诱导线粒体功能障碍，抑制ATP产生和蛋白质合成，并与发育能力降低相关。卵丘细胞的代谢支持对卵母细胞成熟和胚胎发育也至关重要。穿透明带突起（TZPs）和间隙连接促进营养物质从卵丘细胞向卵母细胞的转移。在老年小鼠卵巢中，TZPs数量减少和透明带微丝平滑化会损害精子结合，导致受精率显著降低和胚胎生存能力下降。
尽管每个因素本身可能只产生细微影响，但它们的联合破坏最终决定了卵母细胞质量。因此，包括细胞器功能、染色体和纺锤体完整性、母源转录本丰度、表观
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