卵细胞是动物体内最大也是最为奇特的细胞之一,可以在体内维持数年之久。其在发育过程中细胞体积可以逐渐增加,在与精子结合后,迅速恢复细胞的全能性。但哺乳动物卵巢内的卵细胞数目在出生前后就已经确定,在一定程度上决定雌性的生育能力和生育年限。原始卵泡在组装前,生殖嵴（germ cell cyst）中的多个卵细胞并不是独立存在,而是以胞质之间胞间桥结构相连接,四周围绕着前体颗粒细胞。当原始卵泡开始形成时,卵巢内细胞发生剧烈变化导致生殖细胞嵴破裂。前体颗粒细胞侵入生殖嵴,包裹单个卵母细胞形成原始卵泡。形成的这些原始卵泡作为卵泡库,提供有限的卵泡储备。在新生小鼠的卵巢中,存在着不同发育阶段的卵细胞,除了位于中间髓质的发育靠后的卵泡,其余卵泡在形态学上很难区分。处于Cyst中的卵母细胞有着不同的发育命运,它们或在卵巢中被清除,或被颗粒细胞包裹最终形成原始卵泡。形成原始卵泡的卵母细胞其发育命运也不尽相同,有的马上被激活进入生长发育,有的则可以在卵巢中维持静息状态并持续相当长的时间。过去的几十年里,利用不同转基因小鼠模型和体外敲减模型,人们发现细胞程序性死亡（凋亡和自噬）相关分子、一些生长因子、信号通路相关分子以及部分转录因子的活化在生殖嵴破裂,原始卵泡组装中均发挥重要的作用。但传统的基因敲除模型,或体外敲减模型只能对有限的基因进行研究,无法系统全面地阐释卵细胞的命运决定因素。单细胞转录组学的出现,使得我们可以对单个细胞进行研究,发现细胞之间的异质性,从而可以在转录组水平研究原始卵泡形成时不同发育命运的决定机制。首先收集新生小鼠的卵母细胞（143个单细胞）,通过smart-seq2技术进行扩增,并完成全转录组测序。严格质量控制后（保留120个细胞进入下游分析）,进行生物信息分析包括聚类分析（Concensus Cluster Plus,CCPlus）、主成分分析（Principal Component Analysis,PCA）、Monocle分析。根据聚类分析将细胞分为2大类,并根据卵泡发育的基因（zp1,zp2,zp3,padi6等）将这两类细胞定义为发育早期和发育晚期。再分别对发育早期和发育晚期的卵细胞进行Monocle的分析,将细胞按照发育状态进行排列,模拟卵细胞发育的连续动态变化。进一步根据pesudotime的发育进程,我们将所有的基因进行了趋势聚类,主要分为逐渐上升、快速上升、缓慢下降、快速下降、先下降再上升、先上升再下降这六个大类。我们发现在上升的基因中有大量的母源基因（zp3,padi6,ooep,zp2）存在,这意味着卵泡发育在很早就启动了母源基因的表达和积累过程;在下降的基因中,我们发现较多的睾丸特异基因,减数分裂相关基因被明显富集。这提示我们,雄性配子在发生过程中,是个连续发育的进程,而在卵细胞中则不是。至此,我们对新生小鼠卵细胞拟合了动态的连续的发育曲线,随后也进行了单细胞qPCR实验、RNA-FISH、IHC对拟时间序列进行了验证。为进一步对拟时间序列发现的重要基因进行验证,我们使用化学修饰的siRNA进行体外敲减实验,发现体外敲减FGF信号通路调节因子Cnpy1,会导致Cyst破裂出现受阻。说明FGF信号通路参与Cyst的破裂以及原始卵泡的组装。体外敲减细胞周期调节因子Spdya,卵细胞数目增多,卵细胞分离出现异常,表现为较多卵细胞串联一起。说明Cyst的破裂进程中同样也需要细胞周期相关的因子参与调控。总之,通过单细胞转录组学测序,发现卵细胞发育的高度异质性,同时通过数学建模,能够模拟卵泡发育的连续动态进程。筛选出参与Cyst破裂及卵泡形成的重要基因。单细胞转录组学研究,为卵泡发育状态的研究提供了新的研究视角。