高通量转录组测序在人类配子发生及植入前胚胎发育研究中的应用进展

辅助生殖技术的成熟运用为不孕不育患者带来了福音。配子发生和胚胎早期发育是辅助生殖的核心,对配子及胚胎研究的生物手段层出不穷,其中,高通量转录组测序技术为解决这种问题提供了新的思路。转录组研究可以帮助我们研究基因的表达及调控方式,也可以帮助我们发掘相关功能基因。在此基础上,可以分析这些差异基因的功能、信号通路和调控网络,为解析不孕不育病理机制提供理论基础。因此,本文综述了高通量转录组测序在卵母细胞成熟、精子发生以及植入前胚胎发育方面的相关研究进展,探讨了该技术在辅助生殖方向的应用价值,以期对临床提供分子层面的线索。

哺乳动物植入前胚胎中细胞谱系分化的调控机制

胚胎植入前发育是指胚胎从受精卵开始直到在子宫着床前的发育。在这一过程中,通过剧烈的细胞分裂,胚胎由单细胞变成多细胞,随后胚胎产生极性分裂,即由多个卵裂球组成的桑椹胚分化为内细胞团与滋养层,此为胚胎细胞的第一次谱系决定。文章阐述了胚胎细胞谱系分化的调节机制,重点讨论了极性蛋白、相关信号通路和转录因子对胚胎细胞谱系分化的影响,旨在为多能干细胞的研究及胚胎体外生产体系的完善、胚胎发育相关疾病的治疗等相关技术提供理论基础。

ICSI导致小鼠胚胎雄原核H3K9甲基化异常以及胚胎发育迟缓

目的:以小鼠为模型,评估卵细胞胞质内单精子注射(ICSI)技术的安全性。方法:模拟临床ICSI技术,通过孤雌激活、免疫荧光、胚胎移植、早期植入点检测、中期顶臀径检测等实验方法综合评估该技术。结果:ICSI导致小鼠植入前胚胎发育能力显著下降,尤其是8细胞之后的胚胎发育率下降极显著(P<0.01),而且在ICSI胚胎的雄原核上检测到异常的H3K9双甲基化荧光。进一步检测移植后的ICSI胚胎发育情况,结果显示,与对照(正常受精)相比,E5.5 d早期植入率无显著差异(P=0.6),但是E9.5 d的"正常胚胎"百分率却显著降低(P<0.01),即使在这些"正常的ICSI胚胎"中也出现了高比例的发育滞后现象。结论:ICSI有可能通过对雄原核H3K9双甲基化的影响进而影响胚胎生长发育。

生长抑制因子2在植入前小鼠胚胎发育中的作用

目的探讨生长抑制因子2(Ing2)在小鼠植入前胚胎中的表达及生物学功能。方法使用ICR小鼠进行促进排卵以获得植入前胚胎。采用免疫荧光方法对Ing2蛋白在小鼠植入前胚胎中的定位进行研究,采用显微注射Ing2-esiRNA实验对其在早期胚胎中的功能进行研究。抽提小鼠囊胚期合子的RNA反转录为cDNA,进行实时PCR分析。结果免疫荧光结果显示Ing2蛋白在小鼠植入前胚胎中定位于胞浆及胞核。从4-cell期胚胎开始,胞核中的表达量明显增高。Ing2-esiRNA显微注射实验显示在小鼠合子中干扰Ing2后,各期胚胎形成率均显著低于对照组(4-cell期胚胎比率:82.7%vs.94.7%;桑葚胚比率:67.3%vs.89.4%;囊胚形成率:48.7%vs.75.8%)(P<0.01)。结论 Ing2的下调,引起植入前小鼠胚胎发育阻滞。

氧化应激对植入前胚胎发育的影响

氧化应激是引起胚胎发育异常的重要原因之一,活性氧(reactive oxygen species,ROS)在其中扮演了重要角色.胚胎内ROS来源于细胞自身各种代谢过程,胚胎发育的不同阶段以及其所处的环境都会影响胚胎内的ROS水平.生理含量的ROS可作为第二信使参与信号转导,但过量的ROS会引起胚胎内线粒体损伤、DNA损伤、脂质过氧化甚至细胞凋亡,进而导致胚胎发育阻滞.本文旨在综述ROS对植入前胚胎发育的双重作用及氧化应激损伤胚胎后挽救方案的研究进展,以利于更深入地了解氧化应激对植入前胚胎发育的影响,及选择恰当的挽救方案避免氧化应激影响植入前胚胎发育.

先锋转录因子DUX4在人类胚胎合子基因组激活中的作用

总结近几年人类DUX4(double homeobox 4,DUX4)基因在细胞模型和早期胚胎基因组激活中的研究进展,发现先锋转录因子可与靶标基因的特定序列结合,诱导早期胚胎特异性染色质开放性建立及合子基因组激活(zygotic genome activation,ZGA),在母型-合子转换中发挥关键作用。探究先锋转录因子在人类早期胚胎ZGA中的作用,DUX4蛋白参与启动其他合子基因组激活基因的表达,可能是人类合子基因组激活的先锋转录因子,并对未来研究方向进行展望。

哺乳动物卵母细胞及早期胚胎蛋白质组学研究进展

雌性生殖细胞发育是动物繁殖的基石,哺乳动物卵母细胞和早期胚胎在其生长发育过程中有许多独特的现象和规律,涉及一系列蛋白质合成/降解和磷酸化等状态的动态改变。对卵母细胞分裂、成熟调控机理以及植入前胚胎发育规律的研究是发育生物学领域的一项重要课题。蛋白质组学是以细胞或组织内全部的蛋白质为研究对象,系统鉴定、定量蛋白质并研究这些蛋白质功能的科学。随着蛋白质分离、鉴定技术的快速发展,蛋白质组学为卵母细胞发生、分化、成熟以及质量控制等相关研究提供了新的方法和内容,如在蛋白质定量、修饰、定位和相互作用等方面提供其他组学技术不可获得的重要信息。这些信息将有助于揭示哺乳动物卵母细胞成熟和早期胚胎发育的分子机制,对于进一步完善卵母细胞的体外成熟培养体系,提高胚胎体外生产、体细胞克隆和转基因动物生产效率具有重要意义。