现行牛IVF程序在水牛体外受精的应用研究

本研究对我所现行的牛体外受精程序 ( IVF)应用于水牛体外受精的可行性进行了探讨。结果表明 ,水牛卵巢生长卵泡少 ,平均仅可回收 5枚卵母细胞 ,只相当于黄牛 ( 14.3个 )的1/ 3。水牛卵母细胞的体外成熟率为 51.7% ,体外受精卵裂率为 58.7% ,均极显著地低于黄牛(分别为 87.3%和 69.6% ,P<0 .0 1)。水牛卵母细胞经体外受精后 ,早期胚胎的体外发育速度较黄牛快 ,体外受精后的第 6d囊胚发育率占 36.4 % ,累计到第 7d时占 80 .7% ,极显著地高于黄牛 ( 57.6% ,P<0 .0 0 1)。水牛早期胚胎的体外囊胚发育率为 31.5% ,与黄牛的 ( 39.2 % )差异不显著 ;孵化囊胚率为 73.8% ,也与黄牛的相仿。实验结果表明 ,我所现行的牛 IVF程序应用于水牛的体外受精研究是有效、可行的 ,特别是早期胚胎的体外培养系统 ,已接近于黄牛的水平。但尚需设法提高水牛卵母细胞的体外成熟培养效果 ,以提高水牛体外受精的整体效率     

不同成熟液对猪卵母细胞体外成熟和体外受精后早期胚胎发育的影响

本研究探讨了不同成熟液[改良TCM-199液(mTCM)和改良NCSU-23液(mNCSU)]对猪卵母细胞体外成熟和体外受精后早期胚胎发育的影响，以期提高其受精和胚胎发育潜能。试验表明：(1)猪卵母细胞的核成熟与其周围的卵丘细胞扩展没有必然的联系，卵丘细胞扩散或成放射状不宜作为猪卵母细胞核成熟的标准，只有排出第一极体才能作为猪卵母细胞核成熟的标志；(2)利用mTCM 10％猪卵泡液和mNCSU 10％猪卵泡液的猪卵母细胞体外培养核成熟效果优于mNCSU 10％胎牛血清，但这三组成熟液对猪卵母细胞的卵丘细胞扩散和体外受精后的早期胚胎发育无显著影响。     

水牛和黄牛种间体外受精的研究

将从屠宰母牛卵巢上采集的水牛和黄牛的卵母细胞经 2 0～ 2 4 h体外成熟培养后 ,分别用么拉水牛或奶牛精液进行种间和种内体外受精。受精卵在体外条件下继续培养到囊胚和孵化囊胚阶段。结果表明 ,用黄牛精子受精水牛卵母细胞 (黄×水 )或用水牛精子受精黄牛卵母细胞 (水×黄 )的种间体外受精均有较高的卵裂率 (分别为 4 6.5%和 68.4 % )。但其体外囊胚发育率分别只有 3.5%和 8.7% ,显著低于种内受精组(水×水组为 1 9.9% ,黄×黄组为 2 8.0 % ,P<0 .0 5)。在受精后 2 0 h对受精卵进行固定、染色 ,发现种间受精的黄×水和水×黄组 ,分别有 36.8%和 75.0 %的受精卵形成有 1个以上原核 ,且这些受精激活卵中大部分含 2个原核以上 (分别为 80 .9%和 80 .0 % ) ,说明种间受精的精子已进入到卵母细胞内受精并形成了雄性原核。     

受精液、咖啡因、精液和抗菌素对猪卵母细胞的体外受精及早期胚胎发育的影响

探讨精液的不同处理、抗菌素、受精液种类和咖啡因对体外成熟猪卵母细胞的体外受精和早期胚胎发育的影响。结果表明：(1)受精液中抗菌素添加与否对体外成熟猪卵母细胞的体外受精无显著影响，而且不添加抗菌素的受精液也无严重微生物污染；(2)用猪冷冻精液与新鲜精液进行猪卵母细胞的体外受精对早期胚胎发育无显著影响；(3)在受精液mTBM中添加5mmol／L咖啡因对猪卵母细胞体外受精后的早期发育是最好的；(4)用mTBM进行猪卵母细胞体外受精的卵裂率明显高于用mBO进行体外受精的卵裂率，但其第8d囊胚率明显低千用mBO进行体外受精的，mTBM和mBO各有优势；(5)在洗精子液含有高浓度咖啡因(15mmol／L)的情况下，无咖啡因的受精液也可进行猪卵母细胞的体外受精并发育到囊胚阶段，在受精液中添加不同浓度(0～10mmol／L)的咖啡因对猪卵母细胞体外受精后的卵裂率和第8d囊胚率都无显著影响，受精液中咖啡因对猪卵母细胞体外受精后的第6d桑椹胚 囊胚率的影响因浓度而异．其中以添加5mmol／L为最佳，随着浓度上升效果开始下降。     

葡萄糖和胰岛素对鹅肝细胞FAS活性及转录表达的影响

为了研究胰岛素和葡萄糖对鹅肝细胞内脂肪酸生成的协同作用,我们通过培养四川白鹅和朗德鹅原代肝细胞测定葡萄糖和胰岛素对其TG含量,FAS活性及基因表达的影响。结果：葡萄糖单独能诱导两种鹅原代肝细胞的TG积聚、FAS活性和基因表达,但与胰岛素两者共同作用诱导效果更加明显。另外,胰岛素和葡萄糖对肝细胞中TG积聚、FAS活性和基因表达的影响存在品种差异。结论：葡萄糖单独能诱导生脂基因FAS的mRNA表达和增强其酶活性,最终导致肝细胞中TG含量增加;胰岛素和葡萄糖共培养时其诱导效果更为显著。同时,胰岛素和葡萄糖对脂肪生成的协同效应存在品种差异。     

葡萄糖和胰岛素对鹅肝细胞脂肪酸合成酶活性及转录表达的影响

通过培养四川白鹅(Anser cygnoides)和朗德鹅(A.anser)原代肝细胞,测定葡萄糖和胰岛素对其甘油三酯(TG)含量,脂肪酸合成酶(FAS)活性及基因表达的影响.结果表明:5 mmol/L葡萄糖或50 nmol/L胰岛素对两种鹅原代肝细胞的TG含量、FAS活性及mRNA表达量影响不显著,而30mmol/L葡萄糖显著增加TG含量、FAS活性及mRNA表达量;5mmol/L葡萄糖与50 nmol/L胰岛素两者共同作用时对TG含量、FAS活性及mRNA表达量诱导效果显著增加,30 mmol/L葡萄糖与50nmol/L胰岛素共同作用的诱导效果更加明显.另外,5 mmol/L葡萄糖与50 nmol/L胰岛素对朗德鹅肝细胞中TG积聚的影响大于四川白鹅,30 mmol/L葡萄糖、5 mmol/L葡萄糖与50 nmol/L胰岛素、30 mmol/L葡萄糖与50 nmol/L胰岛素对朗德鹅FAS基因表达的影响大于四川白鹅.     

蛋白质添加剂对牛卵母细胞体外成熟、体外受精及早期胚胎体外发育的影响

为了探讨蛋白质添加剂对牛卵母细胞体外成熟、体外受精及早期胚胎体外培养的影响，通过２３３８个卵母细胞，按２×２×２设计方法进行试验，即在体外成熟、体外受精及早期胚胎体外培养三个阶段的培养液中，添加与不添加蛋白质物质（体外成熟与体外培养为发情母牛血清，体外受精为牛血清白蛋白）。试验结果表明，在体外成熟阶段的培养液中，有无发情牛血清对牛卵母细胞的核成熟无显著影响（有血清组为８９％，无血清组为９０％）。但在体外受精阶段，受精液中含有牛血清蛋白质处理组的卵母细胞受精后，分裂率显著地高于无血清蛋白质组（Ｐ＜０．０１，８４％ｖｓ７２％）。同样，在早期胚胎体外培养阶段，含有发情牛血清的培养液大大促进早期胚胎的发育，与无血清组比较，其差异性极显著（Ｐ＜０．０１，３５％ｖｓ２１％）。同时，含血清组的胚胎孵化率亦显著地高于无血清组（Ｐ＜０．０１，６９％ｖｓ４７％）。本研究表明，蛋白质添加剂在ＩＶＦ和ＩＶＣ阶段是必需的，而在ＩＶＭ阶段则不甚重要。     

重离子束辐照对绵羊卵母细胞及体外受精卵早期发育的影响

试验探索重离子束辐照对绵羊卵母细胞的体外成熟及体外受精卵早期胚胎发育的影响。用不同剂量的重离子束辐照绵羊卵母细胞和精液,观察卵母细胞体外成熟率及体外受精后早起胚胎的卵裂率、桑椹胚率及囊胚率。试验结果显示:与对照组相比,1.0、1.5Gy辐射可以明显提高绵羊卵母细胞的体外成熟率(p0.01);重离子辐照绵羊精液和卵母细胞并做体外受精后,早期胚胎发育有着显著变化。当用0.5、1.0Gy剂量辐照精液时,绵羊早期胚胎的卵裂率和桑葚胚率显著升高(p0.05),囊胚率无显著变化,1.5 Gy剂量,卵裂率显著提高(p0.05),2.0 Gy剂量,卵裂率、桑葚胚率、囊胚发育率均极显著降低(p0.01);当重离子束辐照卵母细胞时,0.5、1.0Gy剂量组的卵裂率、桑葚胚率和囊胚发育率显著升高(p0.05),而2.0Gy剂量组的卵裂率和桑葚胚发育率极显著降低(p0.01),而囊胚发育率为0。结果表明低剂量的重离子辐照绵羊精液、卵母细胞,对体外受精和早期胚胎发育具有明显的促进作用,而高剂量辐照则抑制细胞的生长发育。     

不同血清对常温和冷冻保存牛体外受精胚胎的影响

本研究探讨了不同血清对常温和冷冻保存牛体外受精胚胎的影响。常温 (2 0℃ )保存胚胎的试验结果表明 :用添加 1 5 %胎犊血清 (FCS)和 1 5 %阉公牛血清 (SS)保存的胚胎所获得的孵化率无显著差异(80 .5 %和 82 .6% ,P>0 .0 5 ) ,添加这两种血清与添加 0 .4%牛血清白蛋白 (BSA)和不添加血清的比 ,胚胎的孵化率有极显著的差异 (80 .5 % ,82 .6% ,63 .5 %和 61 .7% ,P<0 .0 1 )。冷冻胚胎的试验结果显示 :冷冻液中加有 1 5 % FCS、 1 5 % SS和 0 .4% BSA与不含血清的单纯磷酸缓冲液 (PBS)比 ,解冻后胚胎的孵化率有极显著的差异 (81 .5 % ,76% ,73 %和 60 .5 % ,P<0 .0 1 )。而这 3种血清之间 ,胚胎的孵化率无显著差异 (P>0 .0 5 )。由上述两个试验的结果说明 :廉价而又易采集的阉公牛血清 (SS)完全可以应用于胚胎保存     

供体细胞处理方法对水牛核移植效果的影响

本研究探讨了水牛供体细胞不同培养处理方法对细胞周期及其核移植效果的影响。流式细胞仪分析供体细胞周期的结果显示,水牛胎儿耳皮成纤维细胞或颗粒细胞,在增长期、汇合长满期或经血清饥饿培养或0.1μg/mL蚜栖菌素(APD) 0.5%胎牛血清(FBS)培养处理后,G0 G1期细胞比率差异显著(P<0.05),其中以0.1μg/mL APD 0.5?S培养处理的G0 G1期细胞比率最高(87.89%和89.04%);而增长期的G 2 M期的细胞比率以及汇合长满期的S期细胞比率明显高于其他三组,但经血清饥饿处理后,DNA碎片明显高于其他三组(P<0.05)。当分别以0.1μg/mL APD 0.5?S培养处理后的水牛胎儿耳皮成纤维细胞或颗粒细胞作供核时,重组胚的卵裂率及囊胚发育率,均显著高于血清饥饿处理或汇合长满期的同种供体细胞(成纤维细胞:70.14%vs 58.29%和55.90%,21.33%vs 10.55%和8.72%;颗粒细胞:74.35%vs 60.51%和57.61%,22.17%vs10.26%和9.78%,P<0.05),但汇合长满期或血清饥饿处理的供体细胞构建的重组胚,其卵裂率和囊胚率均没有显著差异(P>0.05)。将经APD处理后的供体细胞构建核移植胚胎,移植给受体水牛后有1头受体水牛妊娠并成功的产下后代。以上结果表明:0.1μg/mL APD 0.5?S预培养处理供体细胞,能有效的抑制细胞停留在G0/G1期,并能提高其核移植胚胎的发育率,而且已成功的获得后代。但在本培养系统中,血清饥饿处理供核细胞是没有必要的。     

无卵丘的水牛卵母细胞体外成熟方法的研究

卵母细胞生长发育和成熟调控机理的研究,是生殖生物学领域研究的热点和难点。研究发现,卵丘细胞的存在与否严重影响卵母细胞的体外成熟质量,且小鼠无卵丘的卵母细胞经体外成熟并常规体外受精后未能得到“试管后代”,表明常规体外培养方法明显降低无卵丘的卵母细胞发育潜能。可能的原因是:(1)卵母细胞与颗粒细胞间的间隙连接丢失,这种连接对卵母细胞的胞质成熟是至关重要的。(2)皮层颗粒的减少或继续生成路径的障碍。(3)卵母细胞易于贴底,造成变形,从而可能引起卵母细胞内细胞器机械性移位,造成损伤,且贴底后可能影响卵母细胞与培养基的物质交换。因此,探明卵丘细胞在卵母细胞体外成熟的作用及机制,探索培养无卵丘的水牛卵母细胞的新方法,对于今后进一步提高卵母细胞成熟质量具有重大的指导意义。本研究针对去卵丘细胞的卵母细胞体外培养存在的问题,以卵巢组织、卵丘细胞为介质来模拟卵母细胞在体内的状态,试验分为5组:M1,直接培养法(对照组);M2,与单层卵丘细胞共培养法;M3,未扩展卵丘细胞包围法;M4,扩展卵丘细胞团支撑法;M5,卵巢组织薄片包围法。培养24 h后计算第一极体(PB1)排出率,随后对这些卵母细胞进行孤雌激活。结果发现:成熟24 h时,M4组的第一极体排出率明显高于M1组和M5组,其他各组间没有显著差异(P>0.05);孤雌激活结果显示M5组的卵裂率显著低于M1组(P<0.05),而M2组与M1组间没有差异(P>0.05);但M3和M4两组的囊胚发育率显著高于M1组和M5组(P<0.05)。结论:(1)扩展卵丘细胞团支撑法支持无卵丘的水牛卵母细胞的体外核质成熟,而未扩展卵丘细胞包围法促进卵母细胞胞质的成熟,这可能是通过重新构建卵丘-卵母细胞间的间隙连接实现的;(2)与单层卵丘细胞共培养法并不能促进无卵丘的水牛卵母细胞的核成熟及其发育潜力;(3)用卵巢组织包围不能模拟体内卵巢的环境,且卵巢组织可能分泌抑制卵母细胞胞质成熟的因子。目前对无卵丘卵母细胞的培养方法的研究甚少,而我们建立的卵丘细胞团包围/支撑法及卵巢组织包围培养法未见类似的报道。本研究初步建立了水牛无卵丘卵母细胞的有效培养方法,将为研究卵母细胞生长发育和成熟调控机理提供新的模型,为利用无卵丘的水牛卵母细胞提供理论和技术支持。     

不同来源的供体细胞对水牛体细胞核移植效果的影响

采用电融合方法,探讨不同来源的供体细胞对水牛核移植效果的影响。体外成熟培养22～24h的水牛卵母细胞,在含有5μg/mL细胞松弛素B的操作液中进行去核,然后将经0.1μg/mLAphidicolin(APD)+0.5%FBS培养2～9d的水牛不同来源的供体细胞,注射到去核的卵母细胞卵周隙中,电融合形成重构胚。重构胚经5μmol/L离子霉素激活处理5min,并在2mmol/L的6-DMAP中培养3h后,在含有颗粒细胞单层细胞的微滴中培养7～9d,观察其卵裂和胚胎发育情况。结果发现,来自水牛胎儿耳部或腹部组织块的成纤维细胞用作供体细胞,其重组胚的融合率及体外发育能力差异不显著(P>0.05),且细胞培养方法(组织块法或酶消化法)对其核移植效果没有影响;来自编号011010的胎儿耳皮成纤维细胞重组胚的囊胚发育率显著高于来自编号030323和030410细胞(31.45%vs10.96%和14.49%,P<0.05),但它们的融合率、卵裂率无显著差异(P>0.05)。以上结果表明:经不同培养方法培养的细胞或来自身体不同部位的组织的成纤维细胞均可作为核移植研究的供体细胞,但是水牛体细胞核移植效果受供体的个体差异的影响。     

不同化学激活方法和电激活参数对猪体外成熟卵母细胞早期孤雌发育的影响

本研究探讨了不同化学激活方法和不同电激活参数对猪体外成熟卵母细胞早期孤雌发育的影响。利用屠宰场猪卵巢卵母细胞,在体外成熟培养44~48 h后,将核成熟卵母细胞分别用:(1)不同化学激活方法[①1 0%乙醇 1 0μg/mL放线菌酮;②2.5 mm o l/L氯化锶 1 0μg/mL放线菌酮;③5μm o l/L离子霉素 2.5 mm o l/L 6二-甲氨基嘌呤(6-DMAP);④200μm o l/L硫柳汞 8 mm o l/L二硫苏糖醇进行激活处理;⑤对照组——不用任何激活剂(试验1)];(2)用不同电场强度和脉冲时程进行电激活(试验2),之后放入胚胎培养液中进行体外培养7 d。研究结果显示:(1)4种不同化学激活方法处理卵子的1原核形成率、2原核形成率和原核形成率都显著比对照组的高(P<0.05),其中离子霉素 6-DMAP组的2原核形成率和总原核形成率最高,分别为(23.1±3.5)%和(65.2±3.5)%,显著比其他处理组的都高(P<0.0 5);(2)4种不同化学激活方法处理组的囊胚率都比对照组的高(P<0.0 1),其中离子霉素 6-DMAP组的卵裂率及囊胚率最高,分别为(4 6.6±1 8.5)%和(5.6±4.2)%;(3)本研究所用的4种不同化学激活方法对猪4细-胞孤雌胚SDS-PAGE电泳的蛋白质表达图谱没有显著影响;(4)电场强度为1.7 kV/cm、脉冲时程为50和70μs时猪体外成熟卵母细胞激活效果最好,卵裂率、囊胚率、囊胚细胞数分别为:(77.4±9.7)%,(12.4±3.7)%,17.6±5.9和(75.1±10.6)%,(12.3±2.6)%,19.1±8.1。以上结果说明:(1)本研究所用的4种化学激活方法均能有效激活猪体外成熟卵母细胞,其中离子霉素 6-DMAP的激活效果最理想;(2)在本实验室条件下,采用1.7 kV/cm的电场强度、50~70μs的脉冲时程均能有效的激活猪体外成熟卵母细胞;(3)本研究所用的4种不同化学激活方法对猪4细-胞孤雌胚SDS-PAGE电泳的蛋白质表达图谱没有显著影响。     

成熟培养时间对水牛卵母细胞体外成熟的影响

采用ＴＣＭ１９９＋１０％ＯＣＳ为成熟培养液、以Ｔｙｒｏｄｅ｀ｓ改良液为受精液对水牛卵母细胞作体外成熟培养和受精,比较不同成熟培养时间（２４ｈ和３０ｈ）对水牛卵母细胞成熟率和受精率的影响。其结果为,水牛卵母细胞在成熟培养２４ｈ和３０ｈ后,其成熟率分别为６６．５％和６７．２％,受精率分别为５７．５％和４９．０％,在统计学上成熟率及受精率均无显著差异（Ｐ＞０．０５）。表明水牛卵母细胞的成熟培养时间可为２４ｈ和３０ｈ。     

水牛体细胞核移植相关影响因素的研究

主要是探讨水牛卵母细胞的体外成熟与供体的年龄和性别对其核移植效果的影响。体外成熟培养22～24h的水牛卵母细胞,在含有5μg／mL细胞松弛素的操作液中进行去核,然后将经0．1μg／mL蚜栖菌素（Aphidicolin,APD）培养处理24h,再用0．5％胎牛血清（FBS）培养2d的水牛耳皮成纤维细胞注射到去核的卵母细胞卵周隙中,再经电融合形成重构胚。重构胚经5μmol／L离子霉素激活处理5min并在2mmol／L的二甲氨基嘌呤（6-DMAP）中培养3h后,在含有颗粒细胞单层细胞的微滴中（30μL）培养7d,观察其卵裂和胚胎发育情况。结果显示：在添加有10ng／mL上皮生长因子（EGF）成熟液中培养的受体水牛卵母细胞的融合率和重组胚卵裂率与对照组无显著差异（P〉0．05）,但其囊胚发育率明显高于对照组（18．53％vs．7．56％,P〈0．05）。来自胎儿（3个月）或成年（一头5～6岁,另一头22岁）水牛的耳皮成纤维细胞核移植后重组胚的卵裂率差异不显著（P〉0．05）,但水牛胎儿体细胞构建的重组胚囊胚率显著高于成年体细胞（22．55％vs．10．77％和8．09％,P〈0．05）。雌性水牛成纤维细胞构建的重组胚的囊胚发育率（20．23％）显著高于雄性水牛体细胞的囊胚率（10．16％,P〈0．05）。以上结果表明：（1）成熟液中添加EGF能提高受体卵母细胞核移植后的胚胎发育率;（2）水牛体细胞核移植效果受供体的个体年龄和性别的影响：胎儿成纤维细胞的核移植效果优于成年的成纤维细胞,而且以雌性的效果较好。