牛卵母细胞浆内单精子注射的研究进展

卵母细胞浆内单精子注射（ICSI）技术是20世纪80年代发展起来的一种人工辅助生殖技术。目前，ICSI技术已经成功的用于生产试管婴儿，治疗人类的男性不育。在牛上，ICSI技术主要用于生产性控胚胎以及受精机理和转基因的研究。作者综述了牛ICSI技术的研究现状和研究进展，重点讨论了牛ICSI技术的各种影响因素，阐述了ICSI技术目前存在的问题，并展望了ICSI技术的应用前景。     

牛卵母细胞胞浆内单精子注射的研究进展

本文叙述了牛卵胞浆内单精子注射(intracytoplasmic sperm injection ICSI)的研究进展。主要分析了前期处理精子对ICSI的影响,比较了各种激活处理对ICSI的提高效果,展望了ICSI的应用前景。     

影响卵母细胞胞浆内单精子注射效率的精子相关因素

卵母细胞胞浆内单精子注射(ICSI)技术作为辅助受精的一种手段,自从出现以来,就显示出广泛的应用前景.ICSI将体外受精和胚胎的显微操作技术相结合,大大降低对精子质量的要求,在畜牧业生产实践和哺乳动物生殖生理的基础研究中都有着十分重要的意义.然而,ICSI过程中的每一个环节都可能影响到其效果,最主要和最根本的影响因素是精子和卵子本身的状态.论文就精子有关方面的因素,简要综述了精子顶体与核周鞘、细胞骨架与中心粒、DTT处理和卵母细胞激活因子(SOAF)等对ICSI的影响.     

牛卵母细胞玻璃化冷冻研究进展

探讨了玻璃化冷冻对牛卵母细胞的损伤以及目前常用的改善方法,以期降低牛卵母细胞玻璃化冷冻带来的损伤。     

牛卵母细胞的玻璃化冷冻研究

本试验通过牛卵母细胞玻璃化冷冻过程中采用载体、冷冻时卵母细胞所带颗粒细胞层数和其成熟培养时间这3个方面对牛卵母细胞的玻璃化冷冻进行了探讨。(1)不同载体的对比:玻璃OPS管和塑料OPS管冷冻效果较好。玻璃OPS管冷冻卵母细胞,解冻后形态正常率、体外受精后卵裂率和囊胚率分别为91.2%、41.3%和14.52%。塑料OPS管冷冻卵母细胞,解冻后形态正常率、体外受精后卵裂率和囊胚率分别为89.09%、40.90%和14.54%。(2)保留2￣3层颗粒细胞的卵母细胞玻璃化冷冻的冷冻效果较好,其冷冻解冻后形态正常率、体外受精后卵裂率和囊胚率分别为90.79%、40.13%和15.13%。(3)体外成熟培养22h的卵母细胞冷冻效果较好,其冷冻解冻后形态正常率、体外受精后卵裂率和囊胚率分别为94.14%、41.80%和15.23%。     

影响牛卵母细胞体外发育能力的因素

本文重点从三个方面探讨了影响卵母细胞成熟发育能力的制约因素：（1）通过分析卵母细胞核成熟和胞质成熟的过程及成熟时各细胞器的状态，指出在体外培养系统中卵母细胞的核成熟，并不代表胞质的成熟，推迟卵母细胞减数分裂的恢复能够有效促使胞质成熟；（2）针对母牛卵巢的功能结构和形态变化，卵泡发育程度及母牛发情周期的不同阶段等有关内容的实验材料，分析了卵泡发育过程中的几种关键因素对卵母细胞发育能力的影响，为了获得较多具有发育潜力的卵母细胞，提出了采集母牛卵巢的适宜情期阶段；（3）根据卵母细胞发育的不同的阶段，提出改善培养体系能提高卵母细胞的发育力。     

牛卵母细胞体外成熟和体外受精技术的研究进展

论述了牛卵母细胞体外成熟和体外受精的最新研究进展,包括卵丘母细胞复合体、卵母细胞的体内、体外成熟、以及体内、体外的异常成熟和卵母细胞的体外成熟方法,无蛋白质、无血清系统的限定性培养液的研究进展,卵母细胞全外成熟与标志的某些理论上的突破性;体外受精中精子供体的选择、精子活力和正常形态的选择冷冻解冻精液的体外获能、精了的体外受精力,以及体外的异常受精,还论述了牛卵母细胞体外成熟和体外受精技术在家畜育种     

不同冷冻方法对牛卵母细胞及孤雌胚发育的影响

研究了麦管和OPS管法冷冻以及OPS法中保护剂种类对牛卵母细胞体外成熟及孤雌胚发育的影响。结果发现,OPS管冷冻牛卵母细胞形态正常率、卵裂率、囊胚率极显著高于麦管法(P<0.05)。在OPS法中,应用两种保护剂冷冻后,卵母细胞形态正常率、卵裂率、囊胚率差异极显著(P<0.01);采取38℃与25℃温度平衡,冷冻后卵母细胞各发育指标差异不显著(P>0.05);采用4℃平衡,冷冻后的卵母细胞激活后没有出现囊胚,各发育指标极显著降低(P<0.01)。结果表明,OPS法可以有效地保护卵母细胞,保证其后孤雌激活;采用低温平衡会对孤雌发育的囊胚阶段有较大影响。     

牛卵母细胞体外成熟

卵母细胞体外成熟培养研究主要集中在提高体外成熟卵母细胞支持胚胎发育的能力上。本文主要从成熟机理、卵母细胞的来源、卵母细胞的成熟培养环境及培养时间等方面进行了综述,介绍了目前卵母细胞体外成熟培养的进展情况。     

牛卵泡卵母细胞冷冻保存后发育潜力的研究

对用３种不同方法（Ａ法：１．０ｍｏｌ／Ｌ甘油平衡，从２０℃开始以１℃／ｍｉｎ的速度降至－℃，植冰，１０ｍｉｎ后以０．３℃／ｍｉｎ降至－３０℃，再以０．１℃／ｍｉｎ降至－３３℃，投入液氮；Ｂ法：１．６ｍｏｌ／Ｌ丙二醇＋０．ｌｍｏ１／Ｌ蔗糖平衡，５℃冰箱中保存１５ｍｉｎ，从Ｏ℃开始按Ａ法中的程序降温；Ｃ法：即玻璃化法）冷冻保存的牛ＧＶ期卵母细胞的发育潜力进行了研究。解冻后，Ｃ组卵母细胞形态正常率显著高于Ａ、Ｂ两组。３种方法冷冻的卵母细胞成熟培养后，平均卵丘扩展率为６０％，其中Ｃ组最高（６９．９％）。卵丘扩展的卵母细胞中，７９．３％发生ＧＶＢＤ，但大多数没有达到ＭＩ期。３组冷冻卵母细胞的体外成熟率、体外受精率分别为１４．２％、８．３％、２０．０％和１０．０％、７．１％、１２．１％，其中Ａ组中有１枚卵裂。     

亮甲酚蓝染色法筛选卵母细胞对牛体细胞克隆胚体外发育的影响

为探索用亮甲酚蓝染色法筛选卵母细胞是否有利于牛体细胞克隆胚的体外发育,将采集的卵母细胞分成3组:对照组,采集后的卵母细胞直接放入成熟液培养,不用亮甲酚蓝处理;控制对照组,卵母细胞于PBS 中放置90 min后放入成熟液中培养;试验组,将采集的卵母细胞在含有26 μmol/L亮甲酚蓝的PBS中放置90 min.然后将处理过的卵母细胞根据着色情况分为两组,即BCB+(胞质呈蓝色,成熟卵母细胞)和BCB-(胞质未着色,生长期卵母细胞).各组卵母细胞24 h体外成熟培养,统计各组卵母细胞成熟率.分别用成熟后的各组卵母细胞用于细胞核移植,统计体细胞核移植的卵裂数、囊胚数和囊胚细胞数.结果表明,BCB+组卵母细胞的成熟率明显高于BCB-组卵母细胞的成熟率(74.0%,53.4%),差异显著(P<0.05).BCB+组的囊胚率(45.0%)与对照组、控制对照组和BCB-组的囊胚率(34.9%,36.4%和5.2%)相比差异显著(P<0.05).另外BCB+组的囊胚细胞总数(114.5±7.5)较其他组差异显著(P<0.05).表明通过亮甲酚蓝染色法筛选出成熟的高质量牛卵母细胞用于体细胞核移植,可以获得更高的克隆囊胚率.     

玻璃化冷冻牛GV卵母细胞全基因组甲基化模式初探

旨在研究玻璃化冷冻对牛GV期卵母细胞全基因组甲基化的影响。本研究收集新鲜、玻璃化冷冻的牛GV卵母细胞,采用单细胞全基因组甲基化测序（ScWGBS）技术对新鲜、玻璃化法冷冻牛GV卵母细胞的全基因组甲基化水平进行检测,旨在揭示两者DNA甲基化模式的差异。结果表明,玻璃化冷冻不会对牛GV卵母细胞的全基因甲基化水平造成显著影响。基于基因本体（GO）和信号通路（KEGG）对140个差异甲基化区域（DMRs）进行分析,发现DMRs主要参与细胞发育、细胞骨架组织等功能,主要富集在PI3K-Akt信号通路、GnRH信号通路等,并筛选出与卵母细胞成熟（TSC2）、细胞骨架（NUDC）、细胞活力（MAFK）等相关的基因。上述结果,可为提高GV卵母细胞玻璃化冷冻效率奠定信息基础和研究方向。     

牛卵泡卵体外成熟及其受精能力的研究

本试验主要研究了牛卵泡卵体外成熟、体外受精及其受精过程的发生。从屠宰场收集800枚牛卵泡卵进行体外成熟培养,并用体外获能的精子体外受精。在用m-TCM199培养21、22、24、26、28h后,达到中期Ⅱ的卵母细胞比例分别为33.89％、74.16％、77.78％、86.67％、85.71％;25h后,如果继续培养,成熟的卵母细胞比例不再显著增加。卵母细胞的自身形态显著地影响其成熟效果,A、B、C级卵培养24h后分别有94.60％、55.43％、31.25％的卵母细胞达到中期Ⅱ。卵泡卵在体外滞留8h后,其成熟率(47.11％)明显地低于45min(77.92％)或4h(74.60％)。肝素和钙离子载体A 23187都能诱发牛精子获能,二者在受精效报上差异不显著(P>0.05),并且都有多精入卵现象发生。授精后6h精子进入卵内,精子入卵后2～3h头部膨大,6h后出现早期原核,最早发生卵裂是在授精后30h。     

开放式拉长细管冷冻法对牛卵母细胞体外受精后发育的影响

在常规牛体外受精(IVF)技术的基础上,分别采用开放式拉长细管 (OPS,open pulled straw)法和细管法对未经成熟培养的卵丘卵母细胞(COCs)进行玻璃化冷冻,解冻后再进行体外成熟(IVM)、IVF和早期胚胎的体外培养(IVC)。结果表明,细管组和 OPS组的解冻后 COCs正常率分别为 59.4%±4.3%和 77.9%±4.1%(P<0 01);成熟率分别为48.2%±5.3%和66.0%±5.8%(P<0 01);卵裂率分别为18.5%±2.0%和32.8%±1.4%(P<0 01);8 细胞阶段的成功率分别为14.8%±2.5%和 24.8%±1.5%(P<0 01);桑椹胚发育率分别为 0 和5 3%±1.1%,明显低于未经冷冻的鲜卵组(21.0%±3.8%;P<0 01);囊胚发育率分别为0和4.0%,明显低于鲜卵组(P<0 01)。说明OPS玻璃化冷冻法可以使未经成熟培养的牛 COCs冷冻后获得桑椹胚和囊胚,但桑囊胚发育率仍较低,方法有待改进。     

单精注射法生产转GFP基因猪胚胎的研究

卵胞质内单精子注射(ICSI)的出现为治疗人类男性不育提供了新的途径。作为一种家畜胚胎工程新技术，ICSI可以解决猪的多精子受精问题。本研究用冷冻/解冻的猪精子与GFP基因孵育后对猪IVM卵母细胞进行ICSI，通过对猪ICSI卵母细胞发育能力和基因表达效率的分析，初步研究以精子为载体的转基因与卵细胞质内单精注射相结合的技术(SMGT-ICSI)生产转基因猪胚胎的技术路线的可行性。用GFP基因转染的精子注射后化学激活的ICSI卵母细胞基因表达率显著高于电激活处理的ICSI卵母细胞的基因表达率。用精子头部注射的猪卵母细胞和用完整精子注射的猪卵母细胞总基因表达效率无显著差异(P>0.05)。结果表明，用冷冻/解冻后的猪精子或精子头部与外源DNA孵育后通过ICSI方法生产转基因胚胎是可行的。     

影响猪卵母细胞胞质内单精子注射效果的因素

本试验探讨了成熟培养液中不同添加物、精子的处理方法及胞质内单精子注射(intracytoplasmic sperm injection,ICSI)胚胎激活方法3个方面,研究了影响猪卵母细胞胞质内单精子注射效果的因素。结果表明,在体外成熟液中添加30 ng/mL上表皮生长因子(epidermal growth factor,EGF)可以明显促进ICSI胚胎的后续发育(P＜0.05);精子的超声波处理和显微操作处理两种方法对ICSI受精卵发育的影响不明显(P＞0.05);电激活比较适合于ICSI胚胎的激活。     

脱氧雪腐烯醇(DON)对牛卵母细胞体外成熟及发育能力的影响

本试验旨在探究脱氧雪腐烯醇（DON）对牛卵母细胞体外成熟发育的影响及其作用机制。将牛卵丘卵母细胞复合体分别在含DON浓度为0、50、250、500、1 000 ng·mL^-1的体外成熟培养液中进行体外成熟,检测卵丘细胞扩展程度及第一极体排出率,构建DON毒性模型。然后,借助此模型研究DON对卵母细胞的线粒体分布及后续受精卵裂率、囊胚发育率的影响,探究DON对牛卵母细胞体外成熟及后续发育能力的影响;通过检测体外成熟卵母细胞内的氧化相关因子（ROS、GSH）水平和抗氧化基因CAT、GPx4的mRNA表达量,揭示DON影响牛卵母细胞体外发育能力的分子机制。结果表明,250、500 ng·mL^-1的DON显著抑制卵母细胞的第一极体排出（P<0.05）,1 000 ng·mL^-1的DON极显著抑制第一极体排出（P<0.01）; 250 ng·mL^-1的DON显著抑制卵丘卵母细胞扩展（P<0.05）,500、1 000 ng·mL^-1的DON极显著抑制卵丘细胞扩展（P<0.01）;后续试验选取DON浓度为500 ng·mL^-1作为毒性模型（DON组）,与不含DON组（对照组）进行比较研究,结果发现,对照组与DON组的线粒体均匀分布比例（60.2%vs.40.0%）存在显著差异（P<0.05）;试验组较对照组的受精卵裂率（33.6±3.6%vs.（67.7±2.6）%）及早期囊胚率（（0.0±0.0）%vs.（18.3±2.2）%）均显著降低（P<0.05）;试验组较对照组,卵母细胞内ROS水平（1.6 vs.1.0）显著升高（P<0.05）,GSH相对水平（0.4 vs.1.0）显著降低（P<0.05）,抗氧化基因CAT与GPx4的mRNA相对表达量（0.0 vs.1.0;0.6 vs.1.0）显著降低（P<0.05）。以上研究表明,DON对卵母细胞的体外成熟及早期胚胎发育具有抑制作用,其作用机制与DON破坏牛卵母细胞内抗氧化系统平衡相关。