SCNT牛胚胎中PWS/AS基因簇母源印记控制区甲基化模式研究

为揭示牛核移植胚胎(SCNT)异常甲基化模式,选择配子期、S期、2-cell、8-cell和桑葚胚5个发育阶段的早期牛核移植胚胎作为试验组,以相应阶段的体外受精胚胎(IVF)作为对照,对核移植胚胎中呈母源印记的PWS/AS基因簇ICR区进行BSP测序,分析了SCNT和IVF胚胎不同发育时期SNRPN启动子区域甲基化水平的总体变化模式,并对该区域内的5个甲基化位点分别进行比较,筛选敏感位点。结果表明:SCNT胚胎PWS-IC甲基化水平,各期均无显著性差异(P0.05),一直维持在较高水平;SCNT胚胎二细胞期PWS-IC甲基化水平极显著低于同期的IVF胚胎(P0.01);该区域第1个和第5个甲基化位点是去甲基化抑制机制的易感位点。因此,PWS-IC区域甲基化模式改变,导致了SCNT胚胎母源DNA的高甲基化,推测与SCNT胚胎发生过早甲基化重建相关。研究结果可为提高SCNT胚胎克隆成功效率提供理论借鉴。     

核移植胚胎甲基化过程相关调控因子表达情况研究

为了研究体细胞移入去核的卵母细胞后甲基化重编码程序的模式变化情况,试验对10个参与甲基化重编程的重要因子在5个发育阶段的早期核移植胚胎(配子期、S期、2-cell期、8-cell期和桑葚期)中表达量的变化模式进行了荧光定量研究。结果表明:核移植胚胎(SCNT胚胎)2-cell期之前去甲基化调节蛋白AID和APOBEC1出现低表达,引起去甲基化能力的显著下降;S期MBD1、Me CP2和MBD3三种甲基化结合蛋白出现高表达,维持了该时期基因组的高甲基化水平;MBD4基因表达下调,引起基因错配。说明甲基化相关因子的异常表达导致核移植胚胎甲基化异常,是诱发其出现发育异常或死胎的主要原因。     

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。     

3种来源猪胚胎激活后6h内基因组DNA甲基化变化模式

主要探讨猪手工克隆(HMC)胚胎和体外受精(IVF)胚胎及孤雌激活(PA)早期胚胎发育过程中6 h内的单细胞核全基因组DNA甲基化模式.运用抗5-甲基胞嘧啶抗体免疫荧光和激光共聚焦显微镜检测相对荧先强度的方法,检测猪手工克隆胚在融合后6 h内全基因组DNA甲基化模式,并与同时期猪体外受精胚及孤雌激活胚胎进行比较,从而探讨这3种胚胎变化模式的异同.结果显示:3种不同来源的胚胎在培养后不同时间点比较时,2、4、6 h均呈强甲基化状态,且均呈下降趋势;在同时间点比较时,2 h和6 h这两个时间点检测到3种胚胎的相对荧光强度均差异不显著(P＞0.05),而在4 h时,HMC胚胎显著高于PA和IVF胚(P＜0.05).结论:猪手工克隆胚在融合后6h内虽然也发生类似IVF胚的全基因组DNA去甲基化,但其去甲基化不充分,甲基化程度偏高,这可能是导致核移植胚胎核重编程不充分、发育能力低的一个原因.     

小鼠胚胎母源基因转向合子基因组的转换起始点

为研究母、父源基因以及合子基因在动物胚胎早期发育中发挥功能的重要时间节点,本实验利用转增强型荧光蛋白(EGFP)基因小鼠(♀/♂),分别与野生型小鼠进行交配,收集受精后的胚胎于倒置荧光显微镜下观察,寻找EGFP基因在不同胚胎发育阶段时间节点表达的特征,作为直观判断母源基因向合子基因的转换时间起始点的生物标志。结果发现:从EGFP转基因母鼠获得的5枚卵母细胞/原核胚中表达了EGFP基因,在荧光显微镜下表现出绿色荧光;而从野生型母鼠获得的20枚胚胎到2-细胞(2-cell)期后开始表现出绿色荧光,随着胚胎的发育,出现荧光的胚胎数量逐渐增多,达到5枚。综上,EGFP基因可以作为小鼠胚胎发育过程中合子基因的标志物,小鼠胚胎发育过程中母源基因向合子基因转换的时机在胚胎发育的2-cell期。     

猪体细胞克隆胚胎体外发育过程中的凋亡规律

本试验旨在研究比较猪体细胞克隆胚胎体外发育与凋亡变化规律,探讨其体外发育潜能与细胞凋亡间的关系。将体外成熟培养获得的猪MⅡ期卵母细胞随机分为2组,分别进行体细胞核移植(SNCT)与体外受精(IVF)处理,采用彗星试验(Comet assay)和Real-time RT-PCR技术对体外发育过程中各时期胚胎的细胞凋亡事件及抗凋亡基因Bcl-2 mRNA的表达水平进行研究。结果表明,两组在卵裂率上无显著差异(77.6%vs 80.3%,P0.05),在囊胚发育率上,SCNT组胚胎明显低于IVF组,但无统计学差异(18.9%vs 24.5%,P0.05);随着胚胎发育,SCNT与IVF组胚胎的凋亡率均呈现不断增加的趋势,Bcl-2 mRNA表达量则逐渐下降;到16-细胞以后,SCNT组胚胎的凋亡率均显著高于IVF组,同时Bcl-2 mRNA表达量均显著低于IVF组(P0.05)。本试验结果表明,猪克隆胚胎生产效率低下可能与胚胎发育过程中的细胞凋亡有关。     

哺乳动物体细胞核移植的DNA甲基化重编程研究进展

DNA甲基化是基因组主要的表观遗传修饰方式之一.核移植重构胚在对供体细胞基因组进行甲基化重编程过程中会出现异常的甲基化模式,而异常的甲基化重编程是导致克隆胚早期死亡及克隆动物发育畸形的主要原因.论文针对体细胞克隆动物基因组DNA的甲基化模式、造成克隆胚胎甲基化异常的原因及异常甲基化对重构胚胎发育的影响等进行了综述.深入研究核移植重构胚甲基化重编程的机制,有助于完善核移植技术,提高克隆效率,使其更好地应用于基础研究和生产实践.     

PEG11基因在体细胞核移植牛中印迹和DNA甲基化状态分析

为了分析PEG11基因在体细胞核移植(somatic cell nuclear transfer,SCNT)牛中的印记以及重编程状态,本研究应用RT-PCR产物直接测序法对PEG11基因在自然繁殖牛和新生死亡SCNT牛7个组织(心、肝、脾、肺、肾、肌肉和脂肪)中的表达进行了分析。结果发现PEG11基因在自然繁殖牛的7个组织中均为单等位基因表达,表明PEG11基因在牛中是印记的;在SCNT牛肺脏中PEG11基因为双等位基因表达,而在其余6个组织中为单等位基因表达。进而用亚硫酸氢盐测序法分析自然繁殖牛和SCNT牛肺脏PEG11基因中54CpGs位点的甲基化状态,发现PEG11基因在SCNT牛肺脏中呈现与自然繁殖牛相似的高甲基化状态(97.26%),推测PEG11基因在新生死亡SCNT牛肺脏中印记紊乱可能是导致SCNT牛肺脏发育缺陷的原因之一,PEG11基因内部CGIs的甲基化不参与调控PEG11基因的基因组印记。     

MG132对水牛卵母细胞成熟及IVF胚胎发育的影响

为了研究蛋白酶体抑制剂三肽基乙醛(MG132)对水牛卵母细胞体外成熟及体外受精(IVF)胚胎发育的影响,试验采用不同浓度(0,1,2.5,5μmol/L)MG132成熟液培养水牛卵母细胞24 h并统计第一极体排出率;然后对各组卵母细胞进行IVF,统计胚胎的发育率;最后采用免疫荧光技术检测组蛋白甲基化修饰(H3K4me3、H3K9me2和H3K9me3)的表达情况。结果表明:卵母细胞经不同浓度MG132处理后,其第一极体的排出率以及后续IVF胚胎的分裂率、8-细胞率差异不显著(P0.05)。但1μmol/L MG132提高了IVF胚胎的桑椹胚率和囊胚率(P0.05);而5μmol/L MG132对胚胎的桑椹胚率和囊胚率无显著促进作用(P0.05)。1,5μmol/L MG132分别提高胚胎的H3K4me3、H3K9me2的表达(P0.05),但各组H3K9me3的表达无显著差异(P0.05)。说明1μmol/L MG132通过提高胚胎H3K4me3的表达从而促进IVF胚胎的发育。     

hTERT永生化牛乳腺上皮细胞核移植胚胎的早期发育

为了研究供核细胞端粒酶基因的激活是否影响核移植胚胎的早期发育,试验采用转染端粒酶基因的牛乳腺上皮细胞与正常乳腺上皮细胞分别作为供核细胞进行核移植,检测重构胚卵裂率、囊胚发育率和孵化胚发育率及囊胚细胞数的差异。结果表明:2种细胞都可被牛卵母细胞重编程,各项指标差异均不显著。说明供核细胞人端粒酶催化亚基水平的高低对植入前阶段的核移植胚胎发育无显著影响,推测牛早期核移植胚胎可以调节端粒酶基因的表达和端粒的延伸,无需外源人端粒酶催化亚基活性。     

激活方法和共培养系统对牛核移植胚胎体外发育的影响

<正>影响体细胞核移植(SCNT)的因素很多,其中重组胚的激活和体外培养是影响核移植的重要因素。卵母细胞的充分激活是提高核移植效率的关键因素之一[1],只有在去核卵母细胞充分激活的基础上,去核卵才可以指导移入的核发生发育程序重编而开始     

SAHA处理对猪手工克隆胚胎体外发育潜能的影响

为了探讨组蛋白去乙酰化酶抑制剂辛二酰苯胺异羟肟酸(SAHA)对德保猪手工克隆胚胎(HMC)发育潜能的影响,试验摸索SAHA的适宜处理浓度[0(对照),1.0,2.5,5.0,7.5,10.0μmol/L]和时间(0,6,12,24 h);之后分为4组,SAHA组、体外受精(IVF)组、孤雌激活(PA)组、对照(HMCC)组,分别在体外发育的1细胞期、2细胞期、4细胞期、囊胚期收集胚胎,在相同时期下比较各组胚胎组蛋白H4K8乙酰化(Ac H4K8)水平差异和相关基因(HDAC1、HAT1、ASF1A、OCT-4)相对表达量。结果表明:7.5μmol/L SAHA处理囊胚率显著高于对照(P0.05),12 h囊胚率显著高于0 h(P0.05);所以适宜处理浓度为7.5μmol/L,适宜处理时间为12 h。在1细胞期、2细胞期、囊胚期,SAHA组Ac H4K8水平接近IVF组水平(P0.05)。在囊胚期,SAHA组HDAC1基因相对表达量接近IVF组(P0.05);在囊胚期,SAHA组OCT-4基因相对表达量接近IVF组(P0.05)。说明SAHA可以使HMC胚胎Ac H4K8水平接近IVF水平,并纠正克隆胚胎乙酰化的异常,从而提高克隆胚胎发育潜能。     

鸡、鹌鹑及其杂交种早期胚胎bcl-2基因甲基化的分析

采用甲基化特异性PCR(MSP)方法进行鸡、鹌鹑及其属间杂交种早期胚胎发育期60、66、72、84、96、108、120 h 7个不同胚龄胚胎组织bcl-2基因启动子区CpG岛甲基化状态的对比分析,探讨bcl-2基因甲基化对鸡与鹌鹑属间杂交种早期胚胎发育的影响。结果显示,正常发育的鸡胚和鹌鹑胚龄在60、66、72、120 h均呈高甲基化状态,84和96 h呈非甲基化状态,而鸡与鹌鹑属间杂交种胚胎在60、66、72、96、108和120 h则与鸡、鹌鹑不同,呈现出甲基化或非甲基化无规律性并存,甚至检测不到甲基化状态;84 h则只检测到非甲基化状态。鸡与鹌鹑杂交种早期胚胎组织中bcl-2 基因启动子区CpG岛的异常甲基化有可能是引起鸡与鹌鹑属间杂交种胚胎早期死亡的一个重要影响因素。     

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。     

鳜→鲤的细胞核移植

本文报道用细胞核移植的方法,获得了亲缘关系较远的不同目鱼类之间的核一质杂种鱼胚胎.即以鳜鱼的囊胚细胞核作供体,以鲤鱼的成熟未受精去核卵细胞质作为受体进行核移植试验,使囊胚细胞核发生分裂,从而启动卵细胞质也发生分裂,导致重新进行个体发育.在获得的112个正常发育的核移植卵中,发生卵裂的107个,占95.5%发育至囊胚期的61个,占54.5%,发育至原肠期的6个,占5.4%,发育至神经胚期和胚孔封闭期的各1个,分别占0.9%.鳜→鲤核质杂种胚胎类似鲤鱼同期胚胎,其早期发育速度与鲤鱼相似而比鳜鱼快.各杂种胚胎发育期的胚盘形状及大小均类似鲤鱼,大于鳜鱼同期胚盘,且胚盘细胞较多,但比鲤鱼胚盘细胞小,这是鳜→鲤核质杂种胚胎发育的一个显著特点.作者认为核-质杂种胚胎的性状发育,受核受体物种的母性影响控制.     

克隆猪印迹基因IGF2/H19印迹控制区的甲基化状态

为了探求核移植过程中DNA甲基化重编程是否充分,运用亚硫酸氢盐测序法分别检测新生死亡克隆猪和同期正常猪心脏、肝脏、脾脏、肺脏和肾脏组织中IGF2/H19基因印迹控制区(DMR1、DMR2、DMR3)的甲基化状态。结果发现,DMR1、DMR3在克隆猪和正常猪各组织中的甲基化水平不同,但差异不显著(P＞0.05)。DMR2在克隆猪肺脏组织表现为超甲基化,极显著高于正常猪(P＜0.01),且10个测序克隆中存在2处连续的全甲基化CpG位点(分别为4－9位和12－17位),而在其它组织中甲基化差异不显著(P＞0.05)。说明DMR2在克隆猪肺脏组织可能存在DNA甲基化重编程紊乱,这也可能是导致该克隆猪死亡的因素之一。     

转EGFP基因山羊克隆胚的发育

利用脂质体包裹含EGFP基因的质粒,并将之导入山羊乳腺上皮细胞,经G418筛选获得阳性细胞,以阳性细胞作为核供体,利用核移植技术构建转基因克隆胚。结果表明：用转基因山羊乳腺上皮细胞作为核供体,电融合法更适合构建转基因克隆胚。转基因山羊克隆胚体外培养最佳方案是用SOFaa培养液,在培养72 h后加入10%的正常山羊血清（Normal goat serum,NGS）。荧光显微镜下观察到转基因克隆胚中EGFP的表达,大部分克隆胚发育到8-16细胞以后的时期,绿色荧光蛋白才开始逐渐表达,随着发育时间的延长,绿色荧光蛋白的表达也逐渐增强。说明外源基因在胚胎早期发育阶段可以表达,EGFP可以作为报告基因来实现对外源基因整合及表达的监测。     

冷冻保存对猪耳成纤维细胞H19和IGF2R基因DNA甲基化和基因表达的影响

为探索冷冻保存对猪体细胞H19和IGF2R基因DNA甲基化的影响,本研究以梅山猪耳成纤维细胞为材料,采用亚硫酸氢盐测序和RT-PCR技术,检测了新鲜和冷冻保存细胞中H19和IGF2R基因的DNA甲基化状态和表达量,并对甲基化相关基因的表达水平进行分析。结果表明:冷冻组中H19基因DMR1和DMR3的甲基化率极显著高于新鲜组(P0.01),H19基因DMR2表现为去甲基化,极显著低于新鲜组中的甲基化率(P0.01),且该基因表达量极显著高于新鲜组(P0.01);冷冻组IGF2R基因DMR2表现为超甲基化,冷冻组极显著高于新鲜组中的甲基化率(P0.01),但IGF2R基因表达量无显著差异(P0.05);冷冻组中DNMT3A和DNMT1的基因表达量极显著高于新鲜组(P0.01),DNMT3B基因表达量则无显著差异(P0.05)。本实验条件下,冷冻保存影响了H19和IGF2R基因甲基化控制区的DNA甲基化状态,从而影响了该基因的表达水平。     

动物印迹基因与胚胎发育关系的研究进展

基因印迹是不遵循孟德尔遗传规律的一种依靠单亲传递某些遗传性状的现象,即某些等位基因呈亲缘依赖性表达,另一等位基因不表达或表达极弱.配子和早期胚胎形成期是甲基化印迹擦除,建立和维持的关键窗口期,而此期恰为体外生产胚胎时卵母细胞和胚胎体外培养阶段,甲基化易受体外受精(IVF)、精子显微注射(ICSI)干预,进而干扰基因组印...     

序贯培养液G1/G2对山羊核移植胚胎发育和质量的影响

为了优化山羊核移植胚胎体外培养体系,提高核移植效率,本研究检测了山羊体细胞核移植(SCNT)胚胎在序贯培养液G1/G2中的发育率和囊胚细胞凋亡,以及核移植胚胎移植后的妊娠率,以传统mSOF-FBS培养液作为对照组,评估序贯培养液G1/G2支持山羊核移植胚胎的发育能力。结果显示,与对照组相比,G1/G2组的囊胚发育率差异不显著((27.7±3.1)%vs(25.3±1.0)%,P>0.05),囊胚细胞数和囊胚细胞凋亡率显著降低(分别为(93.2±4.5)vs(109.1±6.2)和(4.9±0.2)%vs(11.3±0.1)%,P<0.05),但移植后的妊娠率显著增高(21.4%vs 8.0%,P<0.05)。结果表明,与传统的培养液mSOF-FBS相比,序贯培养液G1/G2能更好地支持山羊核移植胚胎的发育。