在辅助生殖与动物生物技术领域，体外胚胎生产（IVP）已成为一项关键技术，而其成功的关键一环在于卵母细胞的体外成熟（IVM）。一个理想的体外培养环境，旨在尽可能模拟体内复杂的生理条件，为卵母细胞和早期胚胎提供最佳支持。近年来，一种由成纤维细胞生长因子2（FGF2）、白血病抑制因子（LIF）和胰岛素样生长因子1（IGF1）组成的、被称为FLI的细胞因子与生长因子组合，因其在提升IVM效率和胚胎质量方面的显著潜力而备受关注。
FLI各组分在支持卵母细胞成熟与胚胎发育中的作用
FLI中的每个成员都是胚胎发育过程中的关键调控因子。FGF2属于成纤维细胞生长因子家族，通过其受体（FGFR）激活RAS/MAPK和PI3K/AKT等信号通路，在多种物种中调节细胞增殖、分化、血管生成，并参与卵丘细胞扩张、卵母细胞减数分裂恢复以及滋养外胚层发育。在猪、牛等物种的研究表明，适当浓度的FGF2能提高卵母细胞成熟率和囊胚总细胞数。
LIF是白细胞介素6（IL-6）家族成员，通过与其受体（LIFR）和共用信号转导子gp130结合，主要激活JAK/STAT3通路。它在维持胚胎干细胞的“干性”、调节子宫内膜容受性、促进胚胎附着和植入方面扮演核心角色。在卵母细胞IVM中，LIF的补充被证明能提高某些物种的成熟率、线粒体膜电位，并在卵母细胞玻璃化冻存等应激条件下发挥保护作用，维持其发育潜能。
IGF1则通过胰岛素样生长因子1受体（IGF1R）主要激活PI3K/AKT和MAPK通路。它不仅促进卵泡生长、减少卵泡闭锁，还能增强细胞代谢、提供能量支持，并具有显著的抗氧化和抗热应激（通过上调超氧化物歧化酶SOD等基因）的保护作用。在IVM中添加IGF1，可改善卵母细胞胞质成熟、提高线粒体活性、降低活性氧（ROS）水平，从而提升胚胎发育能力。
FGF2、LIF和IGF1在哺乳动物卵丘细胞与卵母细胞中激活的信号转导通路
FLI的三个组分在卵丘细胞和卵母细胞中协同作用，通过一个复杂的信号网络共同优化体外培养环境。
FGF2与FGFR2结合后，激活ERK/MAPK和PI3K/AKT通路。这促进了透明质酸合酶2（HAS2）和前列腺素内过氧化物合酶2（PTGS2）等基因的表达，这些基因对卵丘细胞扩张至关重要。同时，FGF2还能通过c-Mos/MAPK通路激活成熟促进因子（MPF），驱动减数分裂恢复。
LIF则通过LIFRβ和gp130受体激活JAK1/STAT3通路，这是维持细胞多能性和防止过早分化的核心路径。此外，LIF也能激活MAPK和PI3K/AKT/mTOR通路。例如，LIF通过STAT3调控microRNA-21（miR-21）的表达，并影响连接蛋白（如Cx37, Cx43）介导的卵丘-卵母细胞通讯，这对卵母细胞的质量至关重要。
IGF1结合IGF1R后，通过胰岛素受体底物（IRS）蛋白募集，强力激活PI3K/AKT/mTOR通路，该通路是调控细胞生长、增殖、代谢和存活的中枢。同时，IGF1也能通过GRB2/SOS适配蛋白激活RAS/MAPK通路。这些通路的激活共同增强了表皮生长因子（EGF）样因子的信号，提升了线粒体功能，并减少了细胞凋亡。
重要的是，这些通路并非孤立运作，而是存在广泛的交互对话。例如，FLI共同处理可导致MAPK3/1和AKT磷酸化水平的早期和持续升高，这种协同的信号激活是FLI能有效加速卵母细胞核质成熟、提高其发育能力的分子基础。
FLI在不同物种中的应用
FLI的应用已在多个物种中展现出积极效果，尤其是在发育能力相对较弱的系统中。
在猪模型中，FLI的研究最为深入和成功。在化学成份确定的培养液中添加FLI（通常为40 ng/mL FGF2, 20 ng/mL LIF, 20 ng/mL IGF1），能显著提高青春期前猪卵母细胞的成熟率、卵裂率和囊胚形成率。其效果优于单独使用各个组分或使用猪卵泡液，体现了协同效应。FLI还改善了后续胚胎的转录组和蛋白质组谱，使基因表达谱更为“超前”，并产生了细胞数更多、脂质含量更少、冷冻耐受性更好的优质囊胚。
在牛的研究中，结果虽有一定变异性，但FLI在提升胚胎质量方面的作用一致。它能降低卵母细胞内活性氧水平，提高囊胚的细胞总数和内细胞团细胞数，并上调与妊娠识别（如PTGS2、干扰素相关基因）和胎盘功能相关的基因表达，这有助于提高移植后的妊娠维持率。在体细胞核移植（SCNT）中，FLI处理增加了健康克隆犊牛的出生数量。
在其他物种如小鼠、水牛甚至初步的人类卵母细胞研究中，FLI也显示出改善胚胎发育结局、提高囊胚孵化率或妊娠潜力的趋势。这表明其作用机制在哺乳动物中具有一定保守性。
FLI与其他添加剂的联用以进一步提升胚胎质量
为了进一步优化体系，研究者尝试将FLI与其他已知有益的添加剂联用。例如，将FLI与C型利钠肽（CNP，可维持减数分裂抑制）和褪黑素（强效抗氧化剂）联用，在牛卵母细胞IVM中能更好地维持环磷酸腺苷（cAMP）水平、增加卵丘细胞突触数量、减少氧化应激相关基因表达，并产生质量更高的囊胚。
在猪的研究中，将FLI与胰岛素-转铁蛋白-硒（ITS）、柠檬酸盐、卵泡液等组合成更复杂的“鸡尾酒”（如FIpc），在某些条件下能取得比单独FLI更好的核成熟率，并改善皮质颗粒分布和染色体排列。然而，联用效果并非总是叠加，有时会出现“平台效应”，这可能与各组分信号的补偿或通路饱和有关。
结论与展望
总而言之，FLI作为一种成分明确的细胞因子与生长因子组合，通过协同激活MAPK、JAK/STAT3和PI3K/AKT等关键信号通路，有效模拟了体内发育环境的部分关键信号，从而显著提升了多种哺乳动物卵母细胞的体外成熟能力和后续胚胎发育质量。它在猪、牛等经济动物以及辅助生殖潜在应用中都展现了巨大价值，特别有助于改善青春期前卵母细胞、经冷冻或核移植等处理后的生殖细胞的发育结局。
然而，目前FLI在各物种中的应用浓度多直接沿用自猪的优化方案，未来研究需要致力于确定不同物种卵泡液及生殖道中这些生长因子的生理浓度，进行物种特异性的剂量优化，以实现最大效益。此外，将FLI与其他靶向互补通路（如抗氧化、代谢支持）的添加剂进行理性组合，是进一步突破当前体外胚胎生产体系瓶颈、提高生殖生物技术效率的一个充满希望的方向。
