《卵裂球時期單細胞活檢對胚胎髮育影響的研究》是依託上海交通大學，由梁羽擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：卵裂球時期單細胞活檢對胚胎髮育影響的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：梁羽
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
輔助生殖技術中植入前遺傳學診斷已經被臨床廣泛使用，該技術通常在胚胎卵裂球時期活檢一個細胞用於遺傳學檢測，雖然現有證據表明PGD不會對輔助生殖結局造成明顯影響，但其安全性目前尚無確定結論。另外，胚胎細胞在卵裂球時期是否已經存在特定分化，胚胎細胞損失後胚胎的補償機制等問題目前研究也較少。本研究擬對人和小鼠胚胎4細胞、8細胞期時活檢單個細胞，並將活檢後的胚胎繼續培養至囊胚期，採用單細胞轉錄組測序技術，對活檢的單細胞及囊胚進行轉錄組測序，並採用單細胞定量PCR晶片技術對發現的關鍵基因在更多胚胎中進行驗證。研究將揭示卵裂球時期胚胎細胞基因表達特性、獲得取樣後囊胚發育轉錄組學變化的規律，揭示胚胎損傷修復中的關鍵調控基因，這一研究從基因表達和調控的角度闡釋單細胞活檢對胚胎造成的影響，為植入前遺傳學診斷的安全性問題提供基本數據；另外，胚胎損傷後的修復機制的闡明，也為胚胎幹細胞等研究提供新的思路。
結題摘要
卵子的體外成熟(IVM)是生殖醫學和動物育種的一項重要技術，然而，卵子細胞在體內和體外成熟的一致性仍是一個有爭議的話題。目前並不能確認體外成熟的卵子完全達到體內成熟卵子的狀態，同時體外成熟卵子的長期安全性也有疑問。在本研究中，我們收集了體內外成熟的MII期卵細胞以及GV期的卵細胞，同時提取DNA和RNA，進行轉錄組和DNA甲基化測序。結果表明，體內成熟的MII期卵細胞的總體基因表達水平明顯低於GV期卵母細胞，整體DNA甲基化水平略高於GV期卵母細胞；而體外培養成熟的卵細胞與GV卵細胞相比沒有明顯的差異。同時，體內成熟的卵子上調和下調基因的數目明顯多於體內成熟的卵子。對差異基因的GO功能聚類分析表明，體內成熟的MII卵細胞上調的差異基因功能主要集中於GTPase相關功能及轉錄調控因子相關功能，我們發現轉錄抑制因子Snai1、E2f4和Klf17明顯上調，這3個轉錄抑制因子的上調可能是體內成熟的卵子與體外成熟卵子的主要差異。相關轉錄因子的上調可能是體內成熟MII卵子低基因表達水平的主要原因，同時，3個轉錄因子也參與了GTPase介導的相關通路，可能與卵子減數分裂的不對稱性及卵子的細胞質成熟相關。而體內成熟的卵子中甲基化程度高，與GV期卵子相比，其基因的啟動子區域呈現較多的DMRs區域，這表明體內成熟的卵子出項的甲基化升高與其基因表達水平低相關，但我們沒有發現甲基化與基因表達有直接聯繫。因此，本研究認為，體內外成熟的卵子在基因表達及甲基化水平上並不一致，體內成熟的卵子表現出較高的甲基化水平和較低的基因表達水平，但基因表達與甲基化水平並不存在直接關係；轉錄因子 Snai1、E2f4和Klf17的高表達可能是體內成熟卵子出現較低基因表達的主要原因，同時這些轉錄因子可能通過調節GTPase相關通路對卵子的細胞質成熟進行調控。體外成熟的卵子缺乏這一調控機制，可能導致其後續發育存在一定問題，本研究使用昆明種小鼠進行實驗，這一結果可能與昆明種小鼠的2-細胞阻滯特性相關，因此這一結論還需要進一步研究。
