超促排卵對子代印記基因的影響及其遺傳效應研究

《超促排卵對子代印記基因的影響及其遺傳效應研究》是依託浙江大學，由張丹擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：超促排卵對子代印記基因的影響及其遺傳效應研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：張丹
• 項目類別：青年科學基金項目

項目摘要

超促排卵是獲得同步發育的卵母細胞、開展輔助生殖技術（ART）的基礎，但其同時促進多個卵子成熟的安全性問題正逐漸凸顯。研究發現ART子代在表觀遺傳和印跡基因表達異常所引發的罕見疾病上發病率高於普通人群，然而其確切機制並不清楚，輔助生殖的哪一環節（超促排卵、配子體外操作或胚胎體外培養）在其中扮演主要角色亟待深入研究。本研究擬在我們前期發現ART子代臍血和胎盤中存在印記基因表達及印記狀態異常的基礎上，採用動物模型實驗，從表觀遺傳調節層面研究超促排卵導致的非生理狀態的激素環境暴露是否在會引起胚胎/胎兒、子代及子二代的印記基因表達異常和印記狀態異常，生長發育及智力發育表型是否改變，明確其表觀遺傳的隔代遺傳效應及機制。從而為揭示輔助生殖子代表觀遺傳異常發生機制、尋求相應干預和防範措施提供有價值的理論依據。

結題摘要

研究背景：研究發現輔助生殖技術（ART）子代在表觀遺傳和印跡基因表達異常所引發的罕見疾病上發病率高於普通人群，但確切機制並不清楚，輔助生殖的哪一環節在其中扮演主要角色亟待深入研究。超促排卵是ART的基礎，但其非生理性促進多個卵子同時成熟的安全性尚未得到驗證，對ART子代的印跡基因疾病及遠期安全性的影響尚不明確。本課題採用促排卵傳代模式動物和人類ART子代臍帶血研究超促排卵對子代印記基因的影響及其遺傳效益。 研究內容： 本課題建立了囊胚著床模型、超促排卵小鼠模型、及子一代和子二代傳代模型，通過模式動物系統研究超促排卵導致的非生理狀態的激素環境暴露對胎盤、胚胎/胎兒的印記基因表達/印記狀態和生長發育表型的影響及其傳代效益。同時對人類ART子代進行臍帶血高通量基因晶片檢測和臨床隨訪，檢測ART子代臍帶血印記基因的表達和甲基化狀態，從表觀遺傳學角度探索ART技術對子代某些基因表達的影響與表觀遺傳相關性狀的改變。 研究結果：（1）創新性建立了囊胚粘附著床模型，發現超促排卵下超生理水平的激素環境降低了子宮內膜細胞的容受性和囊胚的粘附著床率。 （2）建立超促排卵小鼠模型，發現超促排卵子代較自然對照組在出生後2-6周體重增加（差異有統計學意義），子一代胎盤組織全基因組表達譜檢測及GO聚類分析顯示有20餘個基因顯著差異表達。進一步Realtime PCR驗證發現，印記基因Grb10轉錄水平上調、和Zac1轉錄水平下調，甲基化狀態分析顯示超促排卵子代H19 和Zac1 DMR區的甲基化程度提高。 （3）超促排卵小鼠子一代子二代傳代模型研究發現，超促排卵子代內部交配所產子二代的血壓與心率都較正常組降低，血糖代謝無明顯異常。 （4）在一項基於22個人類ART子代臍帶血樣本的檢測中，我們發現ART組Peg10、L3MBTL 與Phlda2基因表達顯著上調。其中一例子代L3MBTL出現了印記丟失。進一步研究發現L3MBTL的CpGs區完全處於非甲基化狀態，提示其印跡丟失的原因很可能是通過其干擾甲基化狀態。 本研究結果提示ART，尤其是其中的超促排卵環節，可通過干擾子宮內膜著床環境、母胎界面表觀遺傳學修飾改變子代某些印記基因的表達，子代可能出現生長發育相關的性狀改變、並具有遺傳效益，有必要對ART技術的遠期安全性進行更深入研究，為可能的干預提供前期理論基礎和依據，推動相關人群生殖健康。