绵羊体外受精胚胎培养系统优化与囊胚差异染色

[目的]评定SOF和CR1培养系统对绵羊体外受精胚胎的发育的影响,筛选适合绵羊体外受精胚胎发育的培养体系,为相关试验研究提供一定的理论依据和研究基础.[方法]通过分析研究SOF和CR1两种培养系统在添加不同蛋白和血清成分时对绵羊体外受精胚胎发育的影响,并采用一种简化的差异染色方法,对SOFaaBSA和CR1aaBSA-FBS组培养液培养的绵羊扩张囊胚和孵化囊胚的总细胞数,滋养层细胞与内细胞团细胞数的组成和比例进行深入比较.[结果]SOFaaBSA和CR1aaBSA-FBS组的卵裂率、囊胚率和囊胚孵化率均高于其它实验组,但这两组之间差异不显著(P＞0.05).同时,SOFaaBSA组的扩张囊胚和孵化囊胚的总细胞数和滋养层细胞(TE)数均显著高于CR1aaBSA-FBS组(P＜0.05),但内细胞团(ICM)数和ICM与TE细胞的比例在两组培养系统中均无显著差异(P＞0.05).[结论]CR1aaBS A-FBS培养液能够像SOFaaBSA培养液一样支持绵羊体外受精胚胎的发育,CR1培养系统可以用于绵羊体外受精胚胎的生产,但SOFaaBSA培养液相比较CR1aa BSA-FBS培养液而言更加适合绵羊体外受精胚胎的发育.     

干细胞因子对小鼠附植前胚胎体外发育的影响

为优化胚胎体外培养体系,提高胚胎体外培养发育率和发育质量,以昆明小鼠体内受精胚、体外受精胚和孤雌激活胚为研究对象,研究不同浓度干细胞因子对小鼠不同来源胚胎体外发育的影响。结果表明:在KSOM培养液中,小鼠自然受精胚、体外受精胚和孤雌激活胚的卵裂率和桑椹胚率均无显著差异(P0.05),但IVN胚和IVF胚的囊胚发育率及囊胚细胞总数显著高于孤雌激活胚;培养液中添加不同浓度的干细胞因子对小鼠自然受精胚和孤雌激活胚的卵裂率、桑椹胚率、囊胚发育率和囊胚细胞总数都没有显著的影响(P0.05),但干细胞因子浓度为100ng·mL-1时,小鼠体外受精胚的桑椹胚率和囊胚发育率显著高于对照(P0.05)。     

αV,β3整合素在绵羊体外受精胚胎的表达模式研究

[目的]探讨胚胎附植调控因子αV,β3整合素在绵羊早期体外胚胎的表达情况,为早期胚胎发育及附植调控机理提供理论依据.[方法]采用RT-PCR和间接免疫荧光染色技术,检测绵羊体外受精个发育阶段胚胎中αV及β3整合素mRNA的表达模式及蛋白表达定位情况.[结果]在绵羊2-细胞至桑椹胚体外胚胎中未能检测到整合素αV及β3 mRNA的表达,但可以检测到囊胚期胚胎有微量整合素αV及β3 mRNA的表达.并且在绵羊第7d扩张囊胚和第8d孵化囊胚上均可检测到整合素αVβ3蛋白的表达,且蛋白表达主要分布在胚胎滋养层细胞周围,孵化囊胚蛋白表达量略高于扩张囊胚.[结论]αV,β3整合素在绵羊早期胚胎发育及附植过程中具有重要调控作用.     

胚胎分割液及分割方法对绵羊体外胚分割效果的影响

主要研究了胚胎分割液、分割方法和胚胎发育时期对绵羊体外生产胚胎的影响.体外采集绵羊卵丘卵母细胞复合体,成熟培养24 h,经过体外受精培养,得到体外胚胎样品.借助显微操作仪,将体外受精的桑葚胚和囊胚分割,体外培养半胚,观察其发育情况.结果发现:在D-PBS+0.2 mol/L蔗糖液与D-PBS+5%PVP液中分割桑葚胚和囊胚,其分割成功率及半胚的囊胚发育率及囊胚细胞数三者均无差异显著性(P＞0.05);用显微分割法和徒手分割法分割桑葚胚和囊胚,其分割成功率、半胚的囊胚发育率及囊胚细胞数均无差异显著性(P＞0.05);比较桑葚胚和囊胚分割,囊胚的分割成功率显著高于桑葚胚的分割成功率(P＜0.05),而半胚的囊胚发育率及半胚细胞数均无差异显著性(P＞0.05).结果表明:在D-PBS液中分别添加0.2 mol/L的蔗糖和5%的PVP都可作为绵羊体外胚的胚胎分割液;显微分割法和徒手分割法均可用于绵羊体外胚胎的分割;囊胚比桑葚胚更适于胚胎分割.     

不同培养条件对牛核移植胚胎体外发育的影响

[目的]进一步优化牛核移植胚胎的体外培养体系。[方法]在培养液中添加谷胱甘肽和胚胎培养的0~3 d采用5%O2浓度,在不同培养条件下对牛核移植重构胚胎进行体外培养,测定卵裂率8、细胞发育率、桑椹胚率以及囊胚发育率。[结果]结果表明,试验组B的8细胞发育率(38.3%)、桑椹胚率(17.0%)和囊胚率(8.5%)与对照组A(17.9%、1.3%、1.3%)差异显著(P<0.05)。试验组B和试验组C的桑椹胚率(17.0%、11.8%)、囊胚率(8.5%、7.8%)与对照组A(1.3%、1.3%)均差异显著(P<0.05)。[结论]在培养液中添加谷胱甘肽和胚胎培养的0~3d采用低O2浓度(5%O2),能够提高牛核移植胚胎的体外发育率。     

瘦素对水牛卵母细胞体外成熟和体外受精胚胎发育的影响

[目的]探讨瘦素在水牛体外胚胎生产体系中的作用机理,提高体外胚胎生产效率,为利用分离精子加速水牛品种改良及良种群的扩繁奠定基础.[方法]分别在水牛卵母细胞成熟培养液和胚胎培养液中添加瘦素,研究其对水牛卵母细胞体外成熟率和体外受精胚胎发育率的影响.[结果]在水牛卵母细胞体外成熟液阶段,添加瘦素不仅能促成熟,还能提高其胚胎发育潜能;在体外受精后的胚胎培养阶段,添加瘦素也能显著提高囊胚发育率,二者的最佳瘦素浓度均为10 ng/mL.在最佳瘦素浓度(10 ng/mL)下,常规精子体外受精后的囊胚发育率从19.7%(空白对照组)提高到27.0%,分离精子体外受精后的囊胚发育率从12.3%(空白对照组)提高到17.4%.[结论]瘦素能促进水牛卵母细胞体外成熟及体外受精胚胎发育,并以添加10 ng/mL瘦素的促进效果最明显.     

Effect of leptin on oocyte maturation and embryo development in vitro in buffalo (Bubalus bubalis)

[目的]探讨瘦素在水牛体外胚胎生产体系中的作用机理,提高体外胚胎生产效率,为利用分离精子加速水牛品种改良及良种群的扩繁奠定基础.[方法]分别在水牛卵母细胞成熟培养液和胚胎培养液中添加瘦素,研究其对水牛卵母细胞体外成熟率和体外受精胚胎发育率的影响.[结果]在水牛卵母细胞体外成熟液阶段,添加瘦素不仅能促成熟,还能提高其胚胎发育潜能;在体外受精后的胚胎培养阶段,添加瘦素也能显著提高囊胚发育率,二者的最佳瘦素浓度均为10 ng/mL.在最佳瘦素浓度(10 ng/mL)下,常规精子体外受精后的囊胚发育率从19.7％(空白对照组)提高到27.0％,分离精子体外受精后的囊胚发育率从12.3％(空白对照组)提高到17.4％.[结论]瘦素能促进水牛卵母细胞体外成熟及体外受精胚胎发育,并以添加10 ng/mL瘦素的促进效果最明显.     

牛磺酸在牛胚胎体外发育中的作用研究

研究了牛体外受精后早期胚胎体外发育时,向其基础培养液中加入牛磺酸对胚胎桑椹胚率、囊胚率和孵化囊胚率的影响,以探寻牛磺酸克服牛胚胎"体外发育阻滞"现象的作用。试验结果表明:以TCM-199 10?S为基础培养液(对照组),再加入7,14mM的牛磺酸(试验组),试验组与对照组的桑椹胚率分别为48.1%、47.4%和43.2%;囊胚率分别为26.4%、22.3%和21.0%;孵化囊胚率分别为21.8%、18.7%和0%。IVF后2细胞、4～8细胞及8～16细胞期,在基础培养液中分别添加7mM的牛磺酸时,桑椹胚率分别为48.7%、57.1%和52.0%,囊胚率分别为25.1%、30.7%和27.9%,孵化囊胚率分别为25.9%、28.6%和25.0%;而添加14mM牛磺酸组时,桑椹胚率分别为50.4%、56.4%和55.4%,囊胚率分别为26.5%、31.3%和27.7%,孵化囊胚率分别为27.5%、31.1%和29.9%。体外发育培养液中添加7mM牛磺酸可显著提高桑椹胚率和囊胚率(p<0.05),在4～8细胞期添加14mM牛磺酸最为合适。     

铜对牛卵母细胞体外成熟及体外受精胚胎发育的影响

研究了氯化铜对牛卵母细胞体外成熟及体外受精胚胎发育潜力的影响。培养液中铜的浓度以原子吸收光谱法测定。培养液中铜的浓度为0(对照组)、0.46和0.68 mg·L-1。结果表明,试验组在卵母细胞成熟和受精卵发育至2细胞率与对照组差异不显著(P>0.05),但试验组较对照组显著提高了桑椹胚和囊胚的发育率(P<0.05)。在卵母细胞体外成熟培养的0~22 h、受精卵培养的0~48 h、48~96 h、96~144 h和144~192 h,0.46 mg·L-1试验组培养液中铜浓度分别下降了4.3%、8.7%、26.0%、28.3%和30.4%,0.68 mg·L-1试验组培养液中铜浓度分别下降了2.9%、7.4%、23.5%、25.0%和27.9%。培养液中铜对牛早期胚胎培养至桑椹胚和囊胚有重要的作用,早期胚胎发育48 h后对培养液中微量元素铜的需求明显增加。     

猪冷冻精子的体外受精与单精子胞浆内注射

用猪冷冻精子进行体外受精和单精子胞浆内注射(ICSI),并研究添加L-半胱氨酸及不同成熟培养法对猪ICSI胚胎发育的影响。结果表明:用猪冷冻精子生产的ICSI胚胎卵裂率及囊胚发育率分别为68.3%和11.4%,均低于用冷冻精子进行体外受精(IVF)所获得的卵裂率和囊胚发育率(分别为76.9%和19.2%,P<0.05)。在培养液中添加1.71mmol·L~(-1) L-半胱氨酸培养3 h,无论是卵裂率、桑椹胚发育率,还是囊胚发育率,均未得到明显改善(P>0.05);采用含0.4%BSA的NCSU-23培养液进行猪卵母细胞成熟培养,ICSI胚胎卵裂率虽明显高,但各组所获胚胎发育率均无显著差异(P>0.05),表明所用卵母细胞的成熟方法并未对ICSI胚胎发育产生明显的影响;用颗粒细胞或卵丘细胞共培养ICSI胚胎后,卵裂率有明显提高(P<0.05),但各组囊胚发育率无统计学差异。     

猪早期孤雌胚组蛋白乙酰化与组蛋白去乙酰化酶基因mRNA表达水平相关性研究

 【目的】 探讨猪孤雌胚早期发育过程中组蛋白H4K5乙酰化水平与组蛋白去乙酰化酶(HDAC1)基因mRNA表达水平之间的关系。【方法】收集早期猪孤雌胚(2-细胞、4-细胞、桑椹胚和囊胚),运用细胞免疫组化和激光共聚焦显微镜,通过检测这些胚胎的相对荧光强度来评判其H4K5的乙酰化水平;运用实时定量PCR的方法检测猪早期孤雌胚发育过程中HDAC1基因mRNA表达的动态变化。【结果】从2-细胞到囊胚开始,其H4K5的乙酰化均在细胞核内表达,且各阶段表达量逐步提高,至囊胚期达最高(分别为1124.77±127.78、1305.81±184.23、1795.19±318.67及2149.63±529.47),差异显著(P＜0.05);从2-细胞到囊胚,其HDAC1基因 mRNA表达逐步降低(分别为1.00±0、0.91±0.009、0.85±0.008及0.67±0.006),各阶段差异显著(P＜0.05)。【结论】从2-细胞到囊胚,其H4K5的乙酰化水平与HDAC1基因mRNA表达水平之间呈负相关。     

马-牛无透明带卵异种克隆的研究

 【目的】开展异种克隆,为濒危动物的保护、细胞核重编程与核质互作研究提供新途径。【方法】以马耳成纤维细胞为供体,牛卵母细胞为受体,采用无透明带手工克隆方法构建异种胚胎,比较不同的激活液、培养液、体细胞同期方式、核移植方法对马-牛异种克隆胚胎体外发育的影响。【结果】（1）A23187 + 6-DMAP联合激活获得的克隆胚胎发育较好,囊胚率2.60%;（2）克隆胚胎于mCR1aa中的卵裂率和桑葚率显著高于CR1aa和SOF（83.65%vs 77.49%,74.87%;22.36%vs19.37%,18.98%,P＜0.05）,且发育到囊胚（2.72%）,CR1aa与SOF间无显著差异;（3）供体细胞经血清饥饿或接触抑制处理后,获得的异种克隆胚的融合率、卵裂率、桑葚率和囊胚率无显著差异;（4）无透明带手工克隆法的融合率显著高于显微注射法（90.33% vs 72.94%）,卵裂率、桑葚率和囊胚率无显著差异;（5）马-牛异种克隆胚与牛同种克隆胚比较,融合率和卵裂率无差别,桑葚率和囊胚率有显著差异（21.78%vs63.52%;2.71%vs37.48%）。【结论】牛卵母细胞能支持马体细胞去分化,进行核重编程。但由于二者的物种距离较远,异种克隆胚胎的发育能力远低于同种克隆胚胎。     

谷氨酰胺诱导小鼠热休克蛋白70表达的研究

 【目的】研究谷氨酰胺（Gln）对小鼠肝脏、子宫、卵巢组织热休克蛋白70（Hsp70）表达以及对小鼠早期胚胎体外发育的影响。【方法】选取24只8 w健康的雌性昆明小白鼠并随机分成4组,Ⅰ组为对照组,尾静脉注射生理盐水,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组分别注射不同剂量的Gln,注射后4 h处死,取肝脏、子宫和卵巢,采用RT-PCR和Western Blot法检测HSP70 mRNA和HSP70的表达;用添加不同浓度Gln的葡萄糖-CZB培养液对小鼠早期胚胎进行体外培养,观察囊胚发育率和孵出率,用Western Blot方法检测小鼠囊胚Hsp70的表达。【结果】Gln注射组鼠组织中Hsp70表达量均高于对照组,且Hsp70表达量随着Gln注射量的增加而增加。Ⅱ组鼠肝脏、子宫和卵巢组织中Hsp70蛋白表达量比对照组分别增加了9.49%、5.49%和4.84%（P＞0.05）;Ⅲ组鼠各组织中Hsp70比对照组分别显著（P＜0.05）增加了23.56%、21.10%和14.30%;Ⅳ组肝脏组织中HSP70比对照组显著增加了35.33%（P＜0.05）,子宫和卵巢比对照组分别极显著（P＜0.01）增加了33.94%和33.77%;Gln为6和10 mmol?L-1的胚胎培养液中小鼠囊胚孵出率分别为73.21%和76.41%,显著（P＜0.05）高于对照组（61.88%）。【结论】Gln能诱导小鼠肝脏、子宫、卵巢组织和囊胚Hsp70的表达,并且Hsp70表达量随着Gln剂量的加大而增加;Gln对体外培养的小鼠早期胚胎的发育有明显促进作用。     

外源褪黑素对牛卵母细胞体外成熟的影响

 【目的】探索外源褪黑素（melatonin,MT）处理对牛卵母细胞体外成熟的影响从而优化牛体外胚胎生产体系。【方法】在牛卵母细胞成熟过程中添加不同浓度的MT,观察并统计其体外受精后胚胎的卵裂率、囊胚率和囊胚细胞数。应用放射免疫分析法检测血清、卵泡液和成熟培养液内MT与孕酮（P）、雌激素（E2)、促卵泡素（FSH）、促黄体生成素（LH）水平的变化并检测卵母细胞的活力和活性氧（ROS）的浓度。【结果】存在于牛卵泡液中的MT浓度与血清中的相近,添加10-11 mol•L-1 MT组的P浓度（2.01±0.33）ng•mL-1显著高于对照组（（0.87±0.10）ng•mL-1,P＜0.05）。与对照组（（67.32±7.30）%）相比,10-9 mol•L-1 MT组卵裂率显著提高（（77.81±7.06）%,P＜0.05）,并能提高囊胚率且囊胚细胞数（（29.61±9.55）%,（90.30±28.74）个）,显著高于对照组（（19.64±9.22）%,（75.07±25.98）个,P＜0.05）;同时,10-9 mol•L-1 MT组卵母细胞的活力高于对照组,并能降低卵母细胞内的ROS含量但没有显著差异（P＞0.05）。【结论】牛卵泡液中存在MT,适当浓度的外源MT能促进牛卵母细胞体外成熟。     

基于RNA-Seq技术的牦牛体外受精胚胎发育转录组分析

【目的】探明不同发育阶段牦牛体外受精（IVF）胚胎的转录组差异,了解差异表达基因（DEG）在功能、分类和代谢通路的差异,为揭示牦牛早期胚胎发育调控机制,促进牦牛胚胎体外生产技术的发展提供理论基础。【方法】以IVF技术生产的牦牛2-细胞、4-细胞、8-细胞、桑椹胚和囊胚5个发育阶段的胚胎为样本分别提取总RNA,采用Smart-Seq2扩增技术构建5个测序文库,应用HiSeq^TM 2500高通量测序技术进行转录组测序,对获得的有效序列进行功能注释及相关生物信息学分析。【结果】牦牛IVF后的卵裂率和囊胚率分别为69.3%和26.2%。2-细胞、4-细胞、8-细胞、桑椹胚和囊胚5个发育阶段的牦牛胚胎Clean reads为47 355 570-50 855 888条,其中有85.65%-90.02%的reads能比对到牦牛参考基因组序列上;8-细胞的胚胎比对上的转录本最多（14 893）,而囊胚比对上的转录本最少（9 827）。牦牛胚胎转录本主要有5种可变剪接类型,转录起始区域可变剪接（TSS）和转录结束区域可变剪接（TTS）所占比例最大;牦牛2-细胞、4-细胞、8-细胞、桑椹胚和囊胚基因组分别有116 601、234 131、196 420、70 841和94 840个位点存在单核苷酸多态性（SNP）。在4-细胞、8-细胞、桑椹胚、囊胚期开始表达的基因分别有1 221、1 116、142和564个;随着胚胎发育的进行,BMP15、KIT、GDF9、STAT3、ZP3和ZP4等母源基因的表达量逐渐减少,而SARS、IL18、ACO2、TXN2、ATP5B、PCGF4、UBE3A、MAPK13、SNURF和JUP等胚胎基因的表达量则逐渐增加。以|log₂ratio| ≥1且Q-value ＜ 0.05为筛选标准,在2-细胞和4-细胞胚胎、4-细胞和8-细胞胚胎、8-细胞胚胎和桑椹胚以及桑椹胚和囊胚比对中分别筛选到6 922、7 601、8 071和10 555个DEGs。GO分析表明,4个发育阶段的DEGs归类注释都涉及生物过程（BP）、细胞组分（CC）和分子功能（MF）3大类62个二级条目。通过KEGG pathway数据库分析,2-细胞和4-细胞期胚胎的DEGs参与到308条通路中,显著富集剪接体、RNA转运和泛素介导的蛋白水解等11条通路;4-细胞和8-细胞胚胎的DEGs参与到310条通路,显著富集嗅觉转导、神经活性配体-受体互作和核苷酸切除修复等9条通路;8-细胞期胚胎和桑椹胚的DEGs参与到316条通路,显著富集嗅觉转导、泛素介导的蛋白水解和神经活性配体-受体互作等10条通路;桑椹胚和囊胚的DEGs参与到315条通路,显著富集剪接体和RNA转运2条通路。【结论】利用高通量测序技术对牦牛IVF胚胎不同发育阶段的转录组进行测序和分析,揭示了牦牛胚胎发育不同阶段差异表达基因的数量,获得了差异表达基因的功能、分类和代谢通路。为丰富牦牛胚胎转录组信息,揭示牦牛胚胎发育分子调控机制及完善其胚胎体外培养技术研究奠定基础。     

提高山羊卵丘细胞核移植效果的研究

 【目的】提高山羊卵丘细胞核移植效果。【方法】采用秋水仙胺提高山羊卵母细胞去核率,5-氮-2'-脱氧核苷（5-aza-dC）和曲古菌素A（TSA）影响山羊卵丘细胞核移植胚胎。【结果】0.5 μg?ml-1秋水仙胺处理山羊卵母细胞效果最好,胞质突起率达91.7%（P＜0.05）;通过比较盲吸去核法与化学辅助去核法的去核率及构建卵丘细胞核移植胚胎的体外发育能力发现,化学辅助去核法的去核率达100%,所构建的重构胚体外发育能力较高,桑椹胚率和囊胚率分别达25.2%和13.1%,显著高于盲吸去核法（P＜0.05）。采用0.01 μmol?L-1的5-aza-dC处 理山羊卵丘细胞,核移植胚胎桑椹胚率和囊胚率分别达30.4%和17.0%,显著高于其它各组（P＜0.05）;采用 400 nmol?L-1TSA处理山羊卵丘细胞,核移植胚胎桑椹胚率、囊胚率分别达31.5%和15.2%。【结论】化学辅助去核法的去核率显著高于盲吸去核法,采用0.01 μmol?L-1的5-aza-dC或400 nmol?L-1 TSA处理山羊卵丘细胞,效果最佳。     

猪体细胞克隆胚胎的体外生产试验

 【目的】通过优化猪体细胞核移植程序,建立获得克隆囊胚的有效方法。【方法】比较不同电激活参数、不同体外培养条件对猪体细胞克隆胚发育能力的影响。【结果】选用1.5 kV?cm-1、80 μs 和1 DC的参数组合,对猪核移植重构胚进行电融合和电激活,可获得较高的卵裂率和最高的囊胚发育率（分别为71.4%和14.3%）,且囊胚发育率显著高于其它组（P＜0.05）;0.4% BSA NCSU 23 培养液培养克隆重构胚72 h,半量换液并未改善克隆胚的发育,但添加10% FBS 可显著提高囊胚发育率（15.1%对10.3%,P＜0.05）和DNA 完整率(56.8%对46.6%,P＜0.05) ;采用猪卵泡颗粒细胞（pGC）共培养体系未能显著提高克隆胚发育率（P＞0.05）,但卵丘细胞（pCC）单层共培养时,囊胚发育率显著高于对照组（16.7%对9.8%,P＜0.05）,培养5 d 的克隆胚凋亡率也显著低于对照组（39.5%对54.2%,P＜0.05）。【结论】采用1.5 kV?cm-1、80 μs 和1 DC 的参数组合对猪克隆重构胚进行电融合和电激活,以0.4% BSA NCSU 23培养液作 pCC 单层共培养72 h,然后换用10% FBS NCSU 23 培养液,可明显提高囊胚发育率。     

促黄体素对绵羊卵母细胞体外成熟核质同步化的影响

 【目的】研究促黄体素（LH）对绵羊卵母细胞体外成熟和体外受精的影响。【方法】将绵羊卵母细胞置于含LH（处理组）或不含LH（对照组）的成熟液中进行体外成熟,在不同时间点取出,观察卵母细胞核成熟情况;结合皮质颗粒分布变化的观察结果判断细胞质成熟情况。【结果】绵羊卵母细胞体外成熟4 h时,处理组生发泡破裂（GVBD）率显著低于对照组（36.76% vs 50%,P＜0.05）;体外成熟24 h并进行体外受精后,处理组卵母细胞卵裂率和囊胚率显著高于对照组（67.15% vs 42.37%,21.9% vs 12.71%,P＜0.05）。激光共聚焦扫描检测结果表明,随着核的成熟,绵羊卵母细胞的皮质颗粒由胞质中心区域向周边发生规律性迁移,经LH处理的卵母细胞,皮质颗粒扩散的程度明显好于对照组。【结论】LH可能通过延迟生发泡破裂和促进胞质成熟的方式,使绵羊卵母细胞的核质成熟趋于同步,有助于绵羊卵母细胞的体外成熟以及受精后的进一步发育。