囊胚培養對DNA甲基化影響的研究

《囊胚培養對DNA甲基化影響的研究》是依託北京大學，由任秀蓮擔任負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：囊胚培養對DNA甲基化影響的研究
• 項目負責人：任秀蓮
• 依託單位：北京大學
• 項目類別：青年科學基金項目

項目摘要

眾多臨床流行病學調查顯示，相對於卵裂期移植，囊胚培養體外培養時間延長，出現異常母嬰結局的風險增加,但機制不明。結合我們的前期研究及文獻綜述，我們推測表觀遺傳修飾在其中發揮重要作用，但缺乏理論實證，國內外亦無相關研究。本課題建立小鼠模型，選擇DNA甲基化這一重要的表觀遺傳修飾指標，通過高通量測序技術，分析延長體外培養時間對囊胚全基因組DNA甲基化的影響；選取差異甲基化的印記基因及非印記基因，檢測其在不同發育階段胚胎及胎盤組織的甲基化狀態，在人輔助生殖病例進行實證。旨在探索囊胚培養是否會導致DNA甲基化修飾異常，以及可能幹預階段和機制，為改善IVF體外培養，增進ART子代健康提供參考。

結題摘要

利用少量細胞DNA甲基化建庫，對體外培養以及體內發育的內細胞團、外滋養層以及整個囊胚進行了全基因組甲基化建庫測序，在全基因組水平對各個組間的甲基化進行了研究。目前已經完成了六組共56個樣品的全基因組甲基化測序，共有55個樣本符合要求。單個樣本甲基化位點的1X覆蓋度在14.2M左右，覆蓋基因組所有CpG的33.4%。利用非監督聚類對各個組的樣本進行聚類分析，結果顯示不論在全基因組整體的甲基化水平還是啟動子水平聚類體外培養組囊胚與體內發育組囊胚，它們均可較好的聚集在一起，而ICM與TE並不能分開，同一個胚胎的ICM與TE會聚類到一起，提示此時的ICM與TE的甲基化差異小，主要是以培養條件進行聚類。結果反應了體內發育組囊胚與純體外培養組囊胚存在差異。進一步比較發現體外培養組囊胚和體內發育組囊胚在基因間區、LINE、LTR等多個元件的甲基化水平存在差異，體外培養組囊胚在整體上呈一個較高的甲基化水平。同時還對可能調控基因轉錄的啟動子區域的甲基化進行了比較，發現體外培養對基因啟動子存在影響，研究發現在體外培養組中有327個基因的啟動子區域的甲基化要高於體內發育組，對這些基因進行功能富集分析發現差異啟動子的功能主要富集在嗅覺，信號傳導，防禦反應、視黃酸相應等生物學過程。對重要的印記基因的DNA甲基化進行了分析，發現體外培養組中Hg19以及Igf2r這兩個重要印記基因的甲基化水平在體內發育組要高於體外培養組，提示在基因印記可能在植入前的胚胎培養的過程中受到了影響。總而言之，研究結果顯示囊胚培養對胚胎DNA甲基化修飾存在，改變胚胎的表觀遺傳學修飾，此項研究能為改善胚胎體外培養條件，增進ART子代健康提供科學依據。