单细胞全基因组测序分析体外受精三原核胚胎染色体

目的应用单细胞全基因组测序分析体外受精(IVF)三原核(3PN)胚胎染色体。方法选择2019年9月—2020年12月在本中心行IVF助孕的患者,治疗周期中废弃的3PN受精卵发育为胚胎,应用单细胞全基因组测序分析3PN胚胎染色体及拷贝数变异(CNV)。结果对3PN受精卵发育的11枚胚胎进行染色体核型和CNV检测,染色体核型结果显示:胚胎整倍体率为18.18%(2/11),非整倍体率为81.82%(9/11),性染色体异常比率为36.4%(4/11),染色体核型异常包含三体和单体。CNV检测结果发现:2个胚胎未发现4 Mb以上染色体片段缺失及重复情况,其他胚胎染色体异常片段包含了“Langer-Giedion综合征”“染色体18p缺失综合征”“染色体Xp11.22-p11.23重复综合征”和“染色体Xq27.3-q28微重复综合征”,而且嵌合体核型比率高。结论3PN受精卵发育成为胚胎的过程中有部分存在自我修复现象,可形成正常的二倍体胚胎;但染色体核型异常胚胎染色体异常片段复杂,嵌合体核型比率高。

体外受精后多原核受精卵的移植价值

目的:对体外受精周期中产生多原核受精卵运用荧光原位杂交技术(FISH)进行非整倍体率检测,分析其移植价值。方法:应用FITC、Texas red标记的X/Y双色染色体着丝粒部位探针对体外受精(IVF)和单精子显微注射(ICSI)周期中的三原核受精卵(3PN)进行荧光原位杂交和分析。结果:分析有杂交信号的3PN卵子68个,IVF后3PN的三倍体率为92.31%,二倍体率为3.85%,单倍体率为3.85%;共存在3种三倍体核型:XXX、XXY、XYY。ICSI后3PN 的三倍体率为70.83%,二倍体率为25%,单倍体率为4.17%;共存在2种三倍体核型:XXX、XXY。结论:IVF后3PN卵子中多余的原核多为精子来源,没有移植价值;ICSI后3PN中多余的原核非精子来源,ICSI后3PN中二倍体率与IVF相比显著增高,在患者ICSI后无2PN卵子时可考虑行植入前遗传学诊断。

外场参数对超冷原子向异核三原子分子转化的影响

文章研究了利用双光子受激拉曼绝热暗通道技术实现超冷原子向异核三原子分子转化过程中,可控外场参量(包括拉比脉冲的强度,脉宽以及单光子失谐等)对系统绝热性和转化效率的影响.结果发现,系统的转化效率随斯托克斯光强度的增大先减小,后振荡,最终趋于小于1的稳定值,而随抽运光强的增大先增大,然后很快趋于1,表明抽运光和斯托克斯光对超冷分子的形成具有不同的作用.脉冲宽度既能决定最终转化效率的大小,也能反映达到稳定转化所需的时间.单光子失谐为红失谐时,系统有比较高的稳定转化效率,而蓝失谐光脉冲则不利于超冷分子的形成.另外,还讨论了超冷异核三原子分子转化系统在经历不同反应通道时绝热性和转化效率的差别.

应用Time-lapse研究人3PN胚胎的卵裂模式

目的比较IVF3PN、IVF2PN、ICSI3PN和ICSI2PN胚胎的卵裂模式和胚胎动力学参数的差异。方法回顾性分析2017年7月至2018年6月在我院生殖中心就诊经时差胚胎监测(Time-lapse)培养箱培养的393个胚胎发育动力学参数,根据受精结局分为4组:IVF3PN组(n=132)、IVF2PN组(n=150)、ICSI3PN组(n=11)和ICSI2PN组(n=100),分析比较各组胚胎的卵裂模式和原核出现时间、原核消失时间、第一次卵裂时间、t4、t3-t5等胚胎动力学参数。结果IVF3PN组胚胎第一次卵裂模式异常率(100%)显著高于IVF2PN组胚胎(4.67%)、ICSI3PN组胚胎(18.18%)和ICSI2PN组胚胎(5.00%)(P<0.001),而ICSI3PN组、ICSI2PN组和IVF2PN组胚胎之间的第一次卵裂模式异常率无显著差异(P>0.05)。IVF3PN组胚胎原核消失时间[(25.76±1.33)h]显著长于IVF2PN组[(21.43±1.76)h]、ICSI3PN组[(21.86±1.63)h]和ICSI2PN组[(20.14±1.78)h](P<0.05),IVF3PN胚胎第一次卵裂时间亦显著长于其余3组[(27.06±1.59)hvs.(22.64±1.38)h、(22.32±1.56)h、(22.78±1.66)h](P<0.05);ICSI3PN组、ICSI2PN组和IVF2PN组胚胎之间的原核消失时间和第一次卵裂时间均无显著差异(P>0.05)。结论IVF3PN胚胎与IVF2PN、ICSI3PN和ICSI2PN胚胎的卵裂模式和原核消失时间、第一次卵裂时间等动力学参数不同。

人类常规体外受精中3原核(3PN)受精卵及胚胎的染色体组成

目的:分析人类常规体外受精(in vitro fertilization,IVF)中3原核(tripronuclear,3PN)受精卵及胚胎的染色体组成。方法:收集IVF来源的3PN受精卵及胚胎,与秋水仙素共培养14～20 h后制备染色体。结果:共收集到46枚3PN受精卵,277枚3PN来源的胚胎,核型分析显示:受精卵多为三倍体,胚胎可为近单倍体、近二倍体、近三倍体、多倍体等。结论:人类IVF来源3PN受精卵多为三倍体,3PN胚胎染色体紊乱。

人二倍体化合子的DNA甲基化变化模式

目的:探讨人类三原核合子及二倍体化合子中DNA甲基化模式的变化情况。方法:我们采用显微操作技术去除三原核合子中两个雄原核中的一个,观察恢复了二倍体状态的胚胎的发育情况,并检测了三原核和二倍体化的合子及早期胚胎中DNA甲基化模式的动态变化。结果:二倍体化的合子的囊胚形成率与三原核合子的囊胚形成率无显著性差异;在人三原核合子中两个雄原核发生主动地DNA去甲基化而雌原核在受精后的20h后仍保持甲基化。三原核与二倍体化合子中,DNA甲基化模式没有差别。结论:去除一个雄原核不会影响合子和胚胎的DNA甲基化模式。去除多余雄原核并不能改善胚胎的发育。

推开人类胚胎基因研究的神秘大门

人类基因组测序成功后,人们翻开了隐藏自身秘密的蓝图,而如何正确地解读和利用该蓝图成为全球科学家关注的焦点。基因编辑技术的飞跃式发展为基因组功能研究提供了关键性工具。目前常用的基因编辑技术包括ZFN(zinc finger nuclease)、TALEN(transcription activator-like effector nuclease)和CRISPR/Cas9(clustered regularly interspaced short palindromic repeat/CRISPR-associated 9)这三种系统,而CRISPR/Cas9系统以其简单、高效和低成本等特点,在极短的时间内被广泛地应用于从细菌到人等各个物种中,为深入认识基因功能和治疗遗传性疾病带来了曙光。目前,人们已经利用CRISPR/Cas9系统成功地在动物受精卵中进行基因编辑,从而揭示动物胚胎发育的调控机制。此外,通过在受精卵中对遗传疾病的突变位点进行编辑,人们已经获得基因校正的正常的动物。大量的研究结果显示,人类的胚胎发育机制有别于模式动物;此外,还有上千种单基因突变导致的遗传疾病在成年后无法进行有效的治疗。为了探讨CRISPR/Cas9系统是否能应用于人类早期胚胎发育调控机制的研究及遗传性疾病突变的有效修复,通过尝试利用生殖临床中自然产生的、因无法正常发育而被废弃的三原核受精卵作为模型,研究了CRISPR/Cas9系统在人类早期胚胎中对中国南方常见的地中海贫血突变位点的编辑效率以及存在的技术风险。研究结果显示CRISPR/Cas9系统可以在人三原核受精卵中编辑突变位点,但目前的技术还存在脱靶效应、胚胎镶嵌性和同源重组效率低等问题。该研究工作推动了国际人类基因编辑峰会的召开,最终,科学界达成的共识认为在人类体细胞、胚胎及生殖细胞中进行基因编辑技术的基础研究是极其重要的。针对这一全球关注的重大科学研究事件进行回顾与展望。