小鼠极体重组卵母细胞的体外受精与发育

分别以昆明系、ICR系、C57BL/6-Tg(CAG-EGFP)C14-Y01-FM131Osb系(即转绿色荧光蛋白基因小鼠,简称荧光标记小鼠)和无标记C57BL/6J系小鼠(Mus musculus)为试验动物,探索其卵母细胞第一极体核重组卵母细胞的生殖功能.超数排卵后采集小鼠卵丘卵母细胞复合体(COCs),利用链霉蛋白酶酶解法分离出第一极体(Pb Ⅰ);以形态学和台盼蓝染色相结合的方法对不同温度保存条件下COCs中PbⅠ进行活力鉴定和分级;采用显微操作术将Pb Ⅰ核供体注射到去核卵母细胞中,进一步观察重组卵母细胞体外受精和体外培养发育能力.结果表明,注射hCG后12～14 h回收的Pb Ⅰ活力最佳,4℃条件下保存48 h后Pb Ⅰ仍保持活性;117枚昆明系和ICR系小鼠重组卵母细胞经体外受精获得13枚2-细胞胚胎,38枚荧光标记小鼠的卵母细胞中有3枚卵裂成2-细胞胚胎.初步证明小鼠第一极体重组卵母细胞可体外受精和体外早期发育,为发掘和利用家畜母本基因资源提供了参考依据.     

卵丘细胞在牛卵母细胞体外受精生产胚胎中的作用

牛体外胚胎生产是解决胚胎移植产业化胚胎来源的有效技术方法,其包括卵母细胞体成熟、体外受精和受精卵体外胚胎.而体外受精胚胎的质量是影响胚胎移植妊娠率与犊牛成活率的重要因素.体外受精过程中卵丘细胞分泌的一些重要物质(类固醇激素、细胞生长因子等),对牛卵母细胞体外成熟、体外受精以及受精卵体外发育都具有重要的促进作用.本文综合了近年来该领域的研究进展,着重分析了卵丘细胞对卵母细胞体外成熟,以及体外受精过程中卵丘细胞的分泌功能、质量和共培养体系对卵母细胞体外受精效率的影响.     

超表达线粒体融合蛋白2基因(Mfn2)抑制小鼠卵母细胞体外成熟

线粒体融合蛋白2基因(mitofusin2,Mfn2)参与细胞凋亡和细胞周期调控,在卵母细胞和胎盘发育中起着重要作用.本研究旨在探讨Mfn2基因对小鼠(Mus musculus)卵母细胞体外成熟过程的影响.从小鼠卵巢中克隆Mfn2基因并构建pMfn2-Venus真核表达载体.经脂质体2000介导重组质粒pMfn2-Venus转染293T细胞(病毒包装细胞),确认重组质粒在293T细胞内的表达及定位.将pMfn2-Venus体外转录为cRNA,并注射入小鼠卵细胞中,进行体外成熟培养,并统计卵母细胞生发泡破裂(germinalvesiclebreakdown,GVBD)发生率以及第一极体(first polarbody,PB1)排出率,荧光显微镜下观察其表达及定位.结果显示,注射了Mfn2-Venus cRNA的卵母细胞,其GVBD发生率以及PB1排出率与对照组相比显著降低(P＜0.0001,P＜0.05).本研究首次揭示了Mfn2基因对小鼠卵母细胞体外成熟过程的影响,为卵母细胞体外成熟的研究提供了一个新方向,同时也为研究减数分裂过程中Mfn2基因提供了一个平台.     

小鼠卵丘细胞对牛卵母细胞体外成熟和孤雌发育的影响

本实验通过牛生发泡(GV)期无卵丘细胞卵母细胞-裸卵(denuded oocytes,DOs)与小鼠卵丘细胞(mouse cumulus cells,mCCs)共培养,研究异种mCCs对牛DOs体外成熟和孤雌激活后发育的影响,进而探讨卵丘细胞对卵母细胞的作用机制,为牛卵母细胞体外成熟效率提高提供实验依据.牛卵母细胞分为COCs(cumulus-oocytes complexes)组、DOs+bCCs(bovine cumulus cells,bCCs)组、DOs+mCCs组和DOs组4个组合,体外成熟22～24h后,检测各组卵母细胞第一极体排出率、MⅡ期卯母细胞中谷胱甘肽(glutathione,GSH)含量利孤雌激活后的发育能力,以及卵母细胞内骨形态发生蛋白15( BMP15和生长分化因子9(GDF9)mRNA相对表达水平.结果表明:(1) DOs+mCCs组和DOs+bCCs组卵母细胞核成熟率[(68.48±5.71)％,(71.00±4.27)％]显著低于COCs组(84.70±3.41)％(P＜0.05),但均显著高丁DOs组(54.26±5.03)％(P＜0.05); (2) DOs+mCCs组MⅡ卵母细胞GSH含量和孤雌激活囊胚率[(2.48±0.24) pmol/oocyte,(44.19±4.03)％]与DOs+bCCs组[(2.49±0.18)pmol/oocyte,(48.57±5.20)％]和DOs组[(2.40±0.17)pmol/oocyte,(43.47±7.34)％]之间没有差异,但分别显著低于COCs组[(9.67 ±0.18)pmol/oocyte,(59.93±6.13)％](P＜0.05),各组孤雌激活卵裂率之间没有显著差异[(98.85±4.32)％,(92.11±2.00)％,(95.40±4.11)％,(93.18±3.19)％](P＞0.05);(3)DOs+mCCs组、DOs+bCCs组和COCs组卵母细胞中BMP15和GDF9 mRNA相对表达水平均显著性高于DOs组(P＜0.05),其中,DOs+mCCs组和COCs组GDF9 mRNA相对表达水平显著高于DOs+bCCs组(P＜0.05).实验结果表明,mCCs能提高牛DOs的核成熟率及BMP15和GDF9 mRNA相对表达水平,但对牛DOs的细胞质成熟和MⅡ卵母细胞孤雌激活胚胎囊胚发育没有促进作用,说明卵丘细胞通过一些旁分泌因子促进卵母细胞核成熟,且这些因子的作用可能没有种属特异性.     

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。     

利用自制简易采卵器采集牛卵子并体外受精生产胚胎的初步报道

本研究利用自制的简易牛活体采卵器盲采了8头次母乳牛,共收集到12枚卵子,其中10枚卵子卵质致密均匀、卵丘细胞2－3层,1枚卵子的卵丘细胞稍微扩散,1枚卵子卵质不致密均匀、无卵丘细胞,质量好的卵子比率为83．3％（10／12）,卵子回收数为1．5枚／头／次（12／8）。9枚卵子经体外受精后卵裂率77．8%(7/9);发育形成可移植的桑椹胚和囊胚总数为3个,占总卵母细胞数的比例为33．3％（3／9）,占卵裂数的比例为42．9％（3／7）,囊胚孵化率为50％91／2）。说明了在资金缺乏的国内条件下,可以自制简易、廉价的牛活体采卵器采集具有良好发育潜力牛卵子,通过体外受精技术生产具有遗传价值的牛胚胎,用于商业用途。     

哺乳动物卵子发生、激活与发育

近年来，应用于研究哺乳动物卵子和胚胎新的实验方法已有重大发展，为深入研究哺乳动物胚胎学提供了前所未有的重要手段。这些技术已用于原核和核的移植以至导入克隆基因，改变卵和胚台的遗传结构，用于实验重组着床前胚胎研究发育问题。近期的重大进展有如：用体细胞克隆的绵羊，父源和母源基因组在个体发育中的作用和第一与第二极体发育的全能性等，对这些过程的深入了解将为应用于家畜和人类提供发展遗传和生殖潜力的基础，本研究将论述哺乳动物卵子发生和胚胎发生的最新研究进展，包括：减数分列的启动。MⅡ期卵母细胞的激活，孤雌胚、雌核胚、雄核胚和重组胚的发育以及第一与第二极体染色体的遗传和生殖潜力。     

外源激素处理供体奶牛活体采卵生产胚胎的研究

选择6头3～6岁健康荷斯坦、空怀母奶牛随机分为3组,每组2头,分别用外源激素孕马血清促性腺激素（PMSG）、促卵泡素（FSH）、空白对照处理供体奶牛,4 d后应用B型超声波导引采卵, 以研究外源激素对活体采卵效率和体外生产胚胎的影响.试验结果表明：FSH组每头次平均可采卵泡12.07个,获可用卵母细胞5.57枚,与PMSG组比较差异显著（P＜0.05）,与对照比较差异极显著（P＜0.01）;PMSG组每头次平均可采卵泡为6.63个,获可用卵母细胞数2.96枚,与对照组比较差异不显著（P＞0.05）;各组活体采集的卵母细胞体外受精分裂率、囊胚率也无显著差异.表明可用外源激素处理供体奶牛活体采卵生产胚胎,但以FSH处理效果较好.     

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     

两种激活处理促进小鼠孤雌胚胎原核形成

不同人工处理方法激活哺乳动物卵母细胞的机理相似,但其激活效率存在差异。本研究以昆明（KM）、129/Sv×KM F1和C3H×KM F1雌鼠来源的卵母细胞为对象,利用氯化锶（SrCl2,Sr2＋）联合细胞松弛素B（cytochalasin B,CB）（Sr2＋＋CB）和离子霉素（ionomycin,Ion）联合6-二甲胺基嘌呤（6-dimethylaminopurine,6-DMAP）（Ion＋6-DMAP）两种激活方法处理下对比分析不同品系小鼠卵母细胞的激活效率,并以卵母细胞原核形成率、原核数量和孤雌胚胎体外发育来评价两种激活剂的激活效率。研究结果表明,Ion＋6-DMAP激活卵的1原核比率显著高于2原核（p〈0.05）,Sr2＋＋CB激活卵的2原核比率显著高于1原核（p〈0.05）;KM、129/Sv×KM F1和C3H×KM F1各组孤雌胚胎卵裂率和激活率没有显著差异（P〉0.05）,但129/Sv×KM F1和C3H×KM F1囊胚发育率显著高于KM组（p〈0.05）。3种小鼠品系的卵母细胞用Sr2＋＋CB处理的孤雌胚胎发育率显著高于Ion＋6-DMAP。结果证明,Sr2＋＋CB处理小鼠卵母细胞的激活效率明显优于Ion＋6-DMAP;129/Sv×KM F1和C3H×KM F1的孤雌胚胎体外发育率显著高于KM小鼠,为研究小鼠遗传背景影响孤雌胚胎发育的机理提供参考。     

猪卵丘卵母细胞复合体和裸卵的卵母细胞发育及基因表达差异的研究

卵丘细胞是指包裹在卵母细胞外周并与之进行代谢联系的颗粒细胞群,是一类与生殖细胞密切相关的体细胞。大量研究表明,卵丘细胞在卵母细胞的发育、成熟、排卵、受精以及受精卵发育过程中发挥了重要作用,卵母细胞与卵丘细胞之间的相互作用已成为关注的焦点。由于卵丘与卵母细胞之间的相互作用十分复杂,人们对参与这一细胞间互作的信号通路和反应过程相关基因的表达还缺乏深刻了解。本研究对比了有致密完整卵丘细胞包裹的卵母细胞和无卵丘细胞包裹裸卵的体外培养成熟过程中的成熟率、孤雌激活卵裂率、囊胚率的差异,并运用mRNA差异显示技术(DDRT-PCR)和半定量RT-PCR技术,比较了两者在基因表达上的差异,目的是进一步认识卵母细胞的发育机制,并推测卵母细胞和卵丘细胞间的相互作用的分子机理。材料与方法:采集大量猪的卵母细胞,捡出A级卵(胞质均匀且卵丘细胞层完整紧密,包裹五层以上的卵)和C级卵(有极少或无卵丘细胞包裹的卵)分别进行了体外培养、孤雌激活。同时对两类卵母细胞抽提RNA,进行DDRT-PCR,筛选出差异条带进行克隆测序,最后根据测序结果设计特异引物,最后通过半定量RT-PCR对筛选出的差异条带进行验证。结果与讨论:(1)在体外培养和成熟实验中,卵丘卵母细胞复合体(COC)中的卵母细胞的成熟率和卵裂率均显著高于裸卵的,而裸卵的囊胚率为0,表明卵丘细胞在卵母细胞的发育和成熟过程中起到了关键作用。(2)利用了3对锚定引物和随机引物,共发现了16条差异表达的片段,经过克隆测序最终得到了14条差异表达的序列,经过比对发现,其中3个片段分别与人的PELP1,Myo5b,calpastatin基因高度同源,另外5条序列与猪的EST同源,但功能未知,其余6条序列未找到同源片段。(3)经过半定量RT-PCR验证表明,大约有一半的条带在差异显示和半定量RT-PCR实验中的结果一致,其中PELP1,Myo5b基因在有卵丘细胞的卵母细胞中的表达量高于裸卵的,而calpastatin基因只在有卵丘细胞的卵母细胞中表达,在裸卵中则没有检测到。(4)相关研究表明,差异表达基因在雌激素受体的调节、细胞膜间的信息传导、细胞器物质运输等过程中发挥重要的作用,这些差异基因可能参与了卵丘细胞与卵母细胞间的相互作用,对卵母细胞的成熟具有重要作用。上述研究为进一步认识卵母细胞的发育机制,并推测卵母细胞和卵丘细胞间的相互作用的分子机理奠定基础。这些差异表达的基因也是卵母细胞成熟过程中的关键因子,可以作为筛选卵母细胞进行下一步操作的标记基因。     

一氧化氮对小鼠卵母细胞自发成熟的影响及作用机制

为研究一氧化氮（NO）供体硝普钠（nitroprusside sodium，SNP）对小鼠卵母细胞体外自发成熟的作用，并进一步探讨NO影响卵母细胞体外自发成熟的可能机制，我们采用了体外细胞培养方法和放射免疫分析法（RIA）。细胞培养研究结果显示，NO供体SNP（1mM）能够延迟卵丘卵母细胞复合体(cumulus-oocyte complexes, COCs) 自发成熟过程中GVBD的发生，抑制PB1的释放。放射免疫分析（RIA）实验结果表明，1mM SNP能够显著的升高COCs内cGMP的水平，而可溶性鸟苷酸环化酶（sGC）抑制剂ODQ（10μM）能够消除SNP对cGMP水平升高的促进作用。同时10μM ODQ还能够逆转SNP对卵母细胞自发成熟的抑制作用，而PKG抑制剂KT5823（1μM）却不能够逆转SNP对COCs自发成熟的抑制作用。以上结果说明NO是通过激活sGC，提高细胞内cGMP水平来发挥其作用的，但cGMP下游的PKG信号通路并不参与NO调控的COCs自发成熟过程。     

诱导幼羔卵泡发育及体外胚胎生产

本文研究了羔羊年龄、运输应激和重复超排对幼羔所获卵母细胞数量的影响,胚胎发育液中添加EDTA对幼羔体外胚胎发育能力的影响。结果表明：6～8周龄组幼羔超排的只均获卵数和可用卵数（60.8枚和58.2枚）显著高于12～14周龄组（27.3枚和26.0枚）（P<0.05）;运输应激不影响幼羔超排所获卵母细胞数量（P>0.05）,但重复幼羔超排会显著降低所获卵母细胞数量（P<0.05）。在胚胎发育液中加入10μmol EDTA可显著提高幼羔体外早期胚胎的发育能力（P<0.05）,并且将部分体外胚胎移植后成功产下健康后代。     

发情牛血清在猪卵母细胞成熟中的应用

为了检验发情牛(Bos taurus)血清在猪卵母细胞成熟中的应用,实验分别在成熟培养液中加入不同的血清,观察卵母细胞的成熟效果,并通过孤雌激活胚胎和重构胚的体外发育能力来判断血清对卵母细胞质量的影响:研究还进行了用发情牛血清成熟的卵母细胞构建的核移植胚胎的体内发育试验.结果表明,发情牛血清,成年牛血清和胎牛血清在猪卵母细胞的成熟率方面没有显著差异(P>0.05);卵母细胞成熟时加入不同的血清,对卵母细胞体外发育能力的影响不显著(P>0.05);来自含发情牛血清成熟液培养的卵母细胞,与胎儿成纤维细胞构建的克隆胚胎能够完成全期发育.     

亮甲酚蓝染色筛选及曲古抑菌素A对东北野猪核移植胚发育的影响

体细胞克隆的效率一直较低,这可能与成熟前卵母细胞的质量有关。猪卵母细胞主要来源于屠宰场的废弃卵巢,这暗示,卵母细胞可能处于发情周期的各个阶段。因此,体细胞核转移之前有必要筛选优质卵母细胞。本研究旨在探讨亮甲酚蓝染色筛选及曲古抑菌素A(TSA)对东北野猪(Sus scrofa ussuricus)核移植胚发育的影响。卵丘卵母细胞复合体经亮甲酚蓝(BCB)染色后分三组:BCB+组(胞质着色,葡萄糖-6-磷酸脱氧酶(G6PDH)活性低)、BCB-组(胞质未着色,G6PDH活性高)和对照组(不使用亮甲酚蓝染色)。卵母细胞体外成熟培养后,对卵母细胞进行核移植操作,来源于BCB+卵母细胞的核移植胚使用50nmol/LTSA处理,未使用TSA处理的来源于BCB+卵母细胞的核移植胚作为对照组。结果表明,BCB+卵母细胞的直径显著大于BCB-组(P<0.05)。来源于BCB+卵母细胞的核移植胚的初次卵裂时间要早于BCB-组及对照组。来源于BCB+卵母细胞的核移植胚的囊胚形成率显著高于BCB-组及对照组(P<0.05)。且50nmol/LTSA处理可将来源于BCB+卵母细胞的核移植囊胚率提高到(29.6±2.8)%(P<0.05)。总之,来源于BCB+卵母细胞的核移植胚发育能力较强,且50nmol/L的TSA可促进重构胚的体外发育。对卵母细胞进行BCB染色筛选并使用50nmol/L的TSA处理重构胚,可提高东北野猪核移植重构胚的发育能力,为通过体细胞克隆法保护东北野猪资源创造条件。     

3种玻璃化冷冻液对水牛MⅡ期卵母细胞冷冻-解冻后体外发育的影响

本试验主要探索了3种玻璃化冷冻液对水牛MⅡ期卵母细胞冷冻-解冻后体外发育的影响。水牛MⅡ期卵母细胞经3组玻璃化冷冻液（Ⅰ：20％乙二醇（EG）＋20％二甲基亚砜（DMSO）;Ⅱ：20％EG＋20％丙二醇（PROH）;Ⅲ：20％EG＋20％PROH＋10％DMSO）毒性试验后,Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组体外受精的分裂率、8-细胞率和囊胚率之间差异不显著（P〉0．05）,分裂率均显著低于对照组（P〈0．05）,但Ⅱ组8-细胞以后的发育潜力跟对照组无显著差异（P〉0．05）。进一步比较了3组玻璃化冷冻液对卵母细胞的玻璃化冷冻效果。卵子解冻后进行体外受精后,Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组的发育潜力均显著低于对照组fP〈0．05）,各组的8一细胞率和囊胚率之间无显著差异（P〉0．05）,但Ⅱ组卵裂率明显高于Ⅰ组（24．8±4．6％VS12．7±1．5％,P〈0．05）。结果表明,3种冷冻玻璃化保护液均可用于冷冻水牛MⅡ期卵母细胞,其中Ⅱ组处理的卵母细胞体外受精效果相对较好。     

山羊-绵羊异质体细胞克隆胚中线粒体DNA的杂合性分析

摘要：线粒体是哺乳动物细胞中唯一存在有核外遗传物质的细胞器，其功能的正常表达需要核与线粒体的相互作用。线粒体 DNA(mitochondrial DNA, mtDNA)编码电子传递链所需酶中的一些多肽亚基及多种 tRNA 和 rRNA，其余的亚基由核基因编码。异种体细胞核移植可能导致重构胚中 mtDNA 的杂合现象。本实验采用 PCR-限制性片段长度多态性（PCR-restriction fragment length polymorphism, PCR-RFLP）的方法分析以山羊胎儿成纤维细胞为核供体，以去核的绵羊 MⅡ 期卵母细胞为核受体构建的异质克隆胚中线粒体的来源及组成比例。结果表明： 8-cell之前的异质克隆胚中供受体 mtDNA 的比例变化不大，1-cell、2-cell、4-cell、8-cel异质克隆胚中核供体细胞 mtDNA 占受体细胞 mtDNA 的比例分别为2.5±0.8 %；2.8±0.6 %；1.9±0.4 %；1.7±0.6 %， 彼此之间差异不显著（P>0.05）；然而，异质克隆囊胚中核供体细胞 mtDNA 的比例下降为0.3±0.1 %，与前四者相比差异显著（P<0.05）。     

用冻干精子生产ICSI小鼠

前期研究中，我们采用小鼠卵母细胞胞浆内精子注射（ICSI）技术，成功地用新鲜精子获得了生理健康的ICSI小鼠。在此基础上，本文结合细胞冻干技术，进行了冻干精子ICSI生产试管小鼠的尝试。B6D2F1成年公鼠的精子在Tris-HCl-EDTA（pH8.2）溶液中冻干4 h后解冻，将其精子头注入到KM小鼠成熟卵母细胞的胞质中。6 h后，83.0%的卵子受精。用CZB溶液体外培养发现，冻干精子生产的胚胎，体外发育至2-C (92.0% vs 99.5%)、4-C（52.7% vs 97.2%）、桑椹胚（36.6% vs 86.3%）和囊胚的比例（21.4% vs 68.7%）极显著地（p<0.01）低于新鲜精子生产的ICSI胚胎。移植2-C期冻干精子ICSI胚胎检测体内发育，结果发现，D10的着床率为63.0%（17/27）；胎鼠的出生比例为21.7%（13/60），这些ICSI小鼠成年后的生理和生殖能力正常。试验结果说明，精子冻干后，仍能生产ICSI动物，冻干技术可以用于哺乳动物精子的保存。