牛体外受精胚胎早期发育过程中基因差异表达的研究

本研究旨在筛选牛体外受精胚胎早期发育差异表达基因,并进行差异表达分析。选取牛卵母细胞、体外受精8细胞期和囊胚期胚胎为试验材料,进行mRNA差异表达研究。初步克隆出4个牛卵母细胞和早期胚胎发育不同阶段差异表达的基因,同源性分析显示,它们分别与高移动样蛋白盒结构域4基因(HMGXB4)、热休克蛋白40亚家族C成员8基因(Dnajc8)、突触膜胞吐调节2基因(RI MS2)和核糖体蛋白L31基因(RPL31)高度同源。RT-PCR检测验证,HMGXB4、Dnajc8、RI MS2和RPL31在牛卵母细胞和早期胚胎发育过程中mRNA表达量存在时间性差异,可能与其参与不同的生理活动有关。     

FGF4在牛早期胚胎发育过程中的表达

应用实时荧光定量PCR和免疫荧光染色技术对成纤维生长因子4(FGF4)在牛早期胚胎发育各个阶段的表达和定位规律进行研究。结果表明,FGF4mRNA及蛋白在牛MⅡ期卵母细胞及各阶段早期胚胎均有表达,其表达量由强到弱依次为桑椹胚、囊胚、8-细胞胚、MⅡ期卵母细胞、4-细胞胚、2-细胞胚;从定位来看,FGF4在MⅡ期卵母细胞及8-细胞期前的各阶段早期胚胎的细胞质和细胞核中均有表达,而8-细胞期及之后的桑椹胚和囊胚期仅分布于细胞质。结果提示,FGF4在牛的早期胚胎发育过程中可能发挥重要作用。     

PTEN基因在猪卵母细胞、早期胚胎和各主要脏器的表达情况

PTEN基因在哺乳动物早期胚胎发育中起重要作用,但PTEN基因在猪的卵母细胞、早期胚胎和各主要脏器的表达情况还未见报道。本研究以猪为研究对象,利用非同位素银染DNA测序和荧光定量PCR等技术,对PTEN基因在猪卵母细胞、猪体外受精胚胎和仔猪各主要脏器的表达水平进行了研究。结果表明:PTEN基因在猪GV期卵母细胞、MII期卵母细胞和早期胚胎发育中持续表达,在桑椹胚期高表达,说明PTEN基因在胚胎发育过程中尤其在胚胎致密化时期发挥重要作用;PTEN基因在仔猪各主要脏器均有表达,在肺脏高表达,说明PTEN基因对仔猪主要脏器发育尤其是对仔猪肺脏的发育发挥重要作用。试验结果为今后PTEN基因在猪卵母细胞、早期胚胎和仔猪各主要脏器的研究奠定了基础。     

KDM2B在小鼠卵母细胞及早期胚胎发育过程中的表达分析

本研究旨在分析KDM2B在小鼠卵母细胞和早期胚胎中的表达规律,为KDM2B在卵母细胞减数分裂及胚胎发育过程中的生物学作用奠定基础。选择20只6～8周龄小鼠为试验动物,收集GV期、MⅡ期卵母细胞、2-细胞、4-细胞、8-细胞、囊胚各阶段胚胎,根据GenBank上已公布的小鼠(Mus musculus)KDM2B序列设计引物,采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测KDM2B在胚胎各阶段mRNA的表达水平;通过免疫荧光染色定位KDM2B蛋白在胚胎各阶段的分布。结果显示,GV期卵母细胞KDM2B mRNA的表达量极显著高于MⅡ期(P<0.01);在2-细胞、4-细胞和8-细胞mRNA表达量较低,囊胚期其表达量极显著升高(P<0.01);卵母细胞成熟过程中,KDM2B在GV期主要表达于细胞核中,MⅡ期卵母细胞核中的荧光信号极显著减弱(P<0.01),早期胚胎发育过程中,KDM2B蛋白在2-细胞、4-细胞、8-细胞胚胎中均不表达,囊胚期重新表达于细胞核。综上表明,本研究成功建立KDM2B在小鼠卵母细胞及胚胎细胞中的时空及时序表达模式,关于KDM2B参与调控减数分裂与胚胎发育过程具体的作用机制有待进一步研究。     

BoLA-Ⅰ类基因在牛体细胞克隆胚早期发育中的表达

体外培养成熟的卵母细胞,通过核移植(Nuclear transfer,NT)技术,构建体细胞克隆(Somatic cell nuclear transfer,SCNT)胚胎,以体外受精胚胎作为对照组。收集MⅡ期卵母细胞、2细胞胚胎、4细胞胚胎、8细胞胚胎、16细胞胚胎、桑椹胚和囊胚,采用实时荧光定量PCR的方法检测经典BoLA-I基因和非经典BoLA-I基因在MⅡ期卵母细胞及各期胚胎中的相对表达量。结果显示,BoLA-I类基因在在牛MⅡ期卵母细胞中的相对表达量显著高于其在其他各时期胚胎的相对表达量(P0.05);BoLA-I类基因在牛SCNT胚和IVF胚中相对表达量随胚胎发育的变化趋势类似,随着第1次及随后的卵裂,经典BoLA-I、NC1、NC2基因mRNA的表达下降到极微的水平;NC3、NC4在整个发育阶段均表达很低甚至难以检测到它们表达。结果表明,本试验通过在体外制备及培养SCNT胚胎,初步建立BoLA-I类基因在其的表达模式,为BoLA-I类基因参与母胎免疫机制的研究奠定基础,为进一步寻找评估胚胎质量的标志物提供依据。     

黄牛卵母细胞和早期胚胎组蛋白乙酰化转移酶1表达模式研究

为探讨卵母细胞成熟及早期胚胎发育过程中组蛋白乙酰基转移酶(HAT1)的表达规律,研究应用实时定量PCR技术,检测了广西本地黄牛卵母细胞和附植前胚胎HAT1基因的表达情况。结果表明:HAT1基因在黄牛生发泡期(GV)卵母细胞、第2次减数分裂中期(MⅡ)卵母细胞、体外受精(IVF)胚胎2～4细胞、8～16细胞、桑葚胚和囊胚中的相对表达量分别为1.00、0.56、0.08、0.55、0.43和0.31,在孤雌激活(PA)胚胎的2～4细胞、8～16细胞、桑葚胚和囊胚中的相对表达量分别为0.55、0.55、0.48和0.46。HAT1在GV期相对表达量最高,在IVF胚胎中2～4细胞表达量最少(P<0.05)。由此可见,HAT1基因在黄牛卵母细胞成熟和早期胚胎阶段均有表达,GV期HAT1基因的表达最高,PA胚胎HAT1基因的表达较稳定。     

自噬调节因子Atg5和Beclin1在不同来源小鼠胚胎早期发育过程中的表达分析

旨在探究自噬调节因子Atg5和Beclin1在胚胎早期发育过程中的表达模式及胚胎的不同生产方式对两种因子表达的影响。本研究将6~8周龄雌性小鼠进行超数排卵,分为2组,一组收集小鼠卵母细胞,孤雌激活处理后进行体外培养;另一组超排小鼠与公鼠1：1合笼,第2天收集小鼠受精卵进行体外培养;分别在2细胞期、4~8细胞期、桑葚胚期和囊胚期收集不同阶段小鼠孤雌激活胚胎和自然受精胚胎。提取RNA和蛋白,通过实时荧光定量PCR、Western blot等方法检测自噬关键因子Atg5和Beclin1的表达,通过间接免疫荧光法检测Atg5和Beclin1在小鼠囊胚中的表达定位。结果显示,小鼠自然受精和孤雌激活胚胎在发育各时期均可表达Atg5和Beclin1,表达量在胚胎发育的早期呈现出较高的水平,其中二者的表达在小鼠自然受精胚胎中从2细胞期起逐渐降低,而在孤雌激活胚胎的4~8细胞阶段表达量最高,与同期自然受精胚胎差异极显著（P<0.01）;从4细胞期开始,各时期孤雌激活胚胎中Atg5和Beclin1蛋白表达水平均高于自然受精胚胎,差异极显著（P<0.01）;在囊胚中,滋养层细胞和内细胞团中均可检测到Atg5和Beclin1蛋白的荧光,但内细胞团中的荧光强度高于滋养层细胞,且Beclin1蛋白在孤雌激活胚胎囊胚内细胞团中荧光强度高于自然受精胚胎。自噬关键因子Atg5和Beclin1在不同来源小鼠胚胎早期发育各时期均有不同程度的表达,提示自噬对早期胚胎发育的调控作用与胚胎的生产方式存在一定关联,研究结果为进一步探索细胞自噬参与哺乳动物胚胎发育的生理调控提供理论依据。     

牛体外受精早期胚胎发育基因差异表达的研究

应用mRNA差异显示技术,对牛卵母细胞、体外培养的牛早期8细胞期和囊胚期胚胎的基因表达进行了研究。选取4条mRNA表达量存在差异的基因条带进行测序和同源性分析,并利用RT-PCR技术粗略检测其在卵母细胞、8细胞和囊胚中的表达水平。结果表明:4个基因分别与核糖体蛋白S4,Y连接1(RPS4Y1)、末端脱氧核苷酰转移酶作用因子2(DNTTIP2)、剪接和多聚腺苷酸化特异因子3(CPSF3)和转录因子AP-2γ(TFAP2C)高度同源。RPS4Y1、DNTTIP2、CPSF3和TFAP2C在牛卵母细胞和早期胚胎发育过程中mRNA表达量存在时间性差异,可能与其参与不同的生理活动有关。     

母源基因Gdf9、Zar1、Mater和Dnmt1mRNA在绵羊卵母细胞和早期胚胎中的表达

为探讨母源基因在绵羊卵母细胞和胚胎发育过程中的表达模式,运用Real-time PCR技术研究4种母源基因:Gdf9(生长分化因子9)、Zar1(合子阻泄因子)、Mater(胚胎必要的母体抗原)及Dnmt1(DNA甲基化转移酶1)的mRNAs在绵羊GV期卵母细胞,24h成熟卵母细胞,2-细胞、4-细胞、8-细胞、16-细胞胚胎以及囊胚中的含量变化情况。结果表明:在GV期卵中Zar1、Mater、Gdf9以及Dnmt1m RNA相对含量最高(P<0.05);从2-细胞胚胎开始,4种基因的mRNA相对含量显著降低(P<0.05),各基因mRNA的含量在不同发育阶段的卵母细胞和胚胎中存在动态变化,这对卵子生长和胚胎发育有重要意义。