牛卵丘卵母细胞体外成熟的研究进展

牛体外受精技术是胚胎生物工程技术研究的基础,其中牛卵丘卵母细胞体外成熟培养是体外受精技术的关键,也是重要环节。自上世纪三十年代以来,国内外研究者们都付出了大量的研究工作,并取得了较大研究进展。目前,牛卵丘卵母细胞体外成熟培养体系已经确立,但其中的卵母细胞体外成熟和早期胚胎发育阻滞,卵母细胞的成熟调控机理等问题,还有待研究者们进一步深入探讨。本文主要从牛卵丘卵母细胞的获得方法、体外培养条件、体外培养液及添加物、存在问题等几方面来综述其研究进展。     

雪龙黑牛试管胚胎产业化生产培养方法的建立

为充分利用雪龙兼松屠宰场废弃的优秀母牛卵巢,加速雪龙黑牛培育进程,满足高档牛肉市场需求,本文对胚胎生产体外受精3个关键技术环节进行了试验研究,共做了15批次试验,包括卵母细胞体外成熟培养的试验研究,卵母细胞体外受精试验研究以及受精卵体外培养试验研究。结果显示,卵母细胞的成熟率达98.6%,卵裂率为86.5%,囊胚发育率为36.8%。初步建立了一整套雪龙黑牛试管胚胎产业化生产培养方法和技术。     

牛体外受精四种方法的比较

本研究发现，细管精液解冻后，不宜直接用于牛卵线细胞的体外受精。但将其悬浮４０分钟后离心或使用Ｐｅｒｃｏｌ梯度离心后的精液，体外受精均获得较高的卵裂率（８１．８％、８５．８％）和囊胚率（４７．２％、５０．７％）。作为对照组的标准程序其卵裂率及囊胚率为８６．７％、５２．７％，三者之间比较无差异，可根据具体需要选择使用三种方法之一。悬浮方法可获得较多的第７天囊胚特别是一级囊胚。     

牛卵丘细胞对卵母细胞体外成熟与孤雌发育的影响

试验以牛卵泡内卵丘-卵母细胞复合体(COCs)为材料,探讨了牛卵丘细胞包裹程度对卵母细胞体外成熟(IVM)和孤雌胚胎(PAEs)发育的影响。试验1,将COCs随机分为2组,在开展IVM前,将其中一组COCs的卵丘细胞机械吹打去除成为机械裸卵(DOs),研究卵丘细胞层存在与否对卵母细胞体外核成熟(排出第一极体)和孤雌激活后发育能力的影响;试验2,根据COCs卵丘细胞包裹层数将COCs分为3组,即卵丘细胞层少(1～4层)的COCs为A组、卵丘细胞层多(5层以上)的COCs为B组及包裹5层以上卵丘细胞且附带卵泡壁颗粒细胞层(FSP)的COCs为C组,研究卵丘细胞层包裹程度对卵母细胞的体外核成熟和孤雌激活后胚胎发育能力的影响。结果表明:卵丘细胞的存在更有利于卵母细胞体外成熟和孤雌胚胎发育;COCs中卵丘细胞包裹层数对卵母细胞体外核成熟率没有显著影响,但包裹卵丘细胞层数多且附带FSP的卵母细胞,其PAEs的囊胚率显著高于包裹卵丘细胞少的卵母细胞PAEs。     

敲低组蛋白甲基转移酶ASH1L基因对牛卵丘细胞表达谱的影响

旨在研究干扰类缺失的、小的、同源异形1(absent,small,or homeotic 1-like,ASH1L)甲基转移酶基因表达对牛卵丘细胞表达谱的影响.本研究采用经过筛选的siRNA干扰牛卵丘细胞中ASH1L基因的表达,分别收集干扰组和对照组细胞(野生型)进行RNA测序及基因差异表达、基因功能、信号通路、可变剪...     

不同因素对牛体外受精效果的影响

比较公牛个体、精子密度、精卵比例、受精前机械脱除卵丘细胞及胚胎培养液体积对体外受精效果的影响。结果表明:不同公牛个体的精子受精的卵裂率差异不显著(P>0.05),但囊胚率受到极显著的影响(52.24%vs28.13%,P<0.01);精子密度在(0.5~1.5)×106/mL间的卵裂率和囊胚率差异都不显著(P>0.05),但精子密度在0.25×106个/mL时的卵裂率显著低于其他3个试验组(52.17%vs91.23%,P<0.05);受精时,精卵比控制在2 000~10 000∶1之间,受精卵的卵裂率、囊胚率均无差异(P>0.05);受精前机械脱除卵丘细胞对受精效果没有影响(45.21%vs36.46%,P>0.05);每枚胚胎培养液体积在2.5~10μL之间的群体培养,对受精胚的发育没有显著影响(51.39%vs35.06%,P>0.05)。     

JMJD1C对牛卵丘细胞H3K9me1、H3K9me2的去甲基化作用

KDM3家族成员中KDM3A、KDM3B能够特异性去除H3K9me1与H3K9me2的甲基化修饰,而JMJD1C作为KDM3家族成员之一,与KDM3A、KDM3B即JMJD1A、JMJD1B含有相似的Jmj C结构域,但JMJD1C是否也具有对H3K9的催化作用或活性一直不明确。本研究利用RNAi方法抑制JMJD1C的mRNA表达水平,随后通过免疫荧光方法检测H3K9me1与H3K9me2的甲基化程度。结果表明,3T3-L1细胞和卵丘细胞中均存在JMJD1C的表达,并且存在H3K9me1与H3K9me2的甲基化修饰。通过siRNA对牛卵丘细胞中JMJD1C mRNA的表达进行成功抑制后,转染组JMJD1C的表达量明显下降,但免疫荧光结果显示H3K9me1、H3K9me2表达量无明显变化,即JMJD1C在mRNA水平上对去除H3K9me1与H3K9me2的甲基化修饰并无明显作用。     

牛体外受精早期胚胎与小鼠胎仔成纤维细胞共培养的研究

探讨了人工合成培养液ＣＲ１ａａ和小鼠胎仔成纤维细胞对牛体外受精早期胚胎体外发育的影响。结果表明，牛体外受精卵在ＣＲ１ａａ液中的卵裂率达７６．２％，８细胞胚的比率达４４．８％。小鼠胎仔成纤维细胞能够显著促进牛体外受精的早期囊胚以上胚胎的发育。牛体外受精后第５、６天的早期胚胎分别与小鼠胎仔成纤维细胞共培养，在受精后第７天发育至囊胚以上的比率分别达１９．８％和２４．６％；受精后第８天，孵化的囊胚比例分别达５．２％和７．５％。实验表明，受精后第５、６天的牛体外受精早期胚胎与小鼠胎仔成纤维细胞共培养，可显著提高扩张囊胚和孵化囊胚数量。小鼠成纤维细胞对胚胎发育的支持作用取决于胚胎发育阶段     

卵丘细胞与卵母细胞解离对小鼠卵子体外成熟及受精的影响

卵丘细胞与卵母细胞的解离会降低小鼠卵母细胞的成熟质量,该研究将解离所得裸卵用不同种成分明确的成熟培养液进行体外成熟、体外受精、体外发育,从而确定卵丘细胞与卵母细胞的解离对小鼠卵母细胞成熟、受精、发育的影响,并通过筛选建立起最优的试验体系,为去除卵丘细胞的卵母细胞体外成熟质量的提高及后续研究提供参考依据。结果显示,裸卵的成熟率与成熟培养液的选择密切相关,TYH组、HTF组极显著优于M199组、α-MEM组;卵丘细胞与卵母细胞的解离与否对受精率的影响是巨大的,解离后(10%～28%)与解离前(48%～76%)差异极为显著(P<0.01);卵丘细胞与卵母细胞的解离与否对发育率的影响未发现显著差别(P>0.05)。因此,卵丘细胞与卵母细胞的解离主要影响了小鼠卵母细胞的体外受精率,通过选用适当的培养液可以相对改善该情况。     

山羊孤雌胚胎的体外培养

系统地研究了培养液微滴的大小、培养液体系及血清浓度对山羊孤雌胚胎早期体外发育的影响。结果表明，培养液微滴以较大体积(200～500μL)的培养效果较好；在3种培养液中，添加10％的NGS对山羊孤雌胚胎的体外发育效果较好，囊胚率分别可达62．79％(81／129)、53．52％(38／71)、13．64％(12／88)；mCRlaa组囊胚发育率和囊胚细胞数显著低于SOFaa组和CRlaa组，SOFaa组优于CRlaa组，尽管SOFaa组和CRlaa组间无显著差异。在本试验条件下，以SOFaa培养液，山羊孤雌胚胎体外培养72h时加入10％的NGs，500μL微滴培养，其发育效果较好，囊胚率可达62．79％。     

不同因素对绵羊卵母细胞体外受精效果的影响

本试验研究了发情羊血清、不同个体的冷冻精液和新鲜精液、精子密度、受精时颗粒细胞的有无及不同培养液对绵羊体外受精效果的影响。结果表明,发情3d的血清与发情当天的血清相比,对卵裂率和囊胚率有极显著的影响(P0.01);不同个体的冷冻精子对卵裂率和囊胚率都有显著的影响(P0.05),但鲜精和冷冻精子的受精效果与个体有关;精子密度在2×106～6×106个/mL之间对受精效果没有影响(P0.05);颗粒细胞对受精的作用不明显(P0.05);不同的培养液对受精效果没有显著影响(P0.05)。因此,选用好的公羊个体精子,用发情3d的发情羊血清能显著提高受精效果。     

牛磺酸对牛体外受精早期胚胎发育的影响

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.试验1:以TCM-199 10?S为基础培养液(对照组),再加入7、14 mmol/L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.试验2: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7 mmol/L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14 mmol/L牛磺酸时,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%.结果表明,体外发育培养液中添加7 mmol/L牛磺酸可显著提高桑椹胚率和囊胚率(P＜0.05),并且在4～8细胞期添加14 mmol/L牛磺酸最为合适.     

几种冷冻条件对牛体外受精卵发育率的影响

试验比较了乙二醇 (EG)、丙二醇 (PG)、二甲基亚砜 (DMSO)、甘油 (G)和不同的投液氮温度 (- 33℃或 - 4 0℃ )对牛体外受精卵冷冻后发育率的影响。结果 :投液氮温度无论是 - 33℃或 - 4 0℃ ,均以 1.5 mol/ L EG的冷冻效果为最好 ,与 1.5 mol/ L PG相比 ,受精卵的发育率差异显著 (39.7% vs19.2 % ;4 7.8% vs2 4 .7% ,P <0 .0 5 ) ;同 1.5mol/ L DMSO和 1.5 mol/ L G相比 ,受精卵的发育率差异极显著 (39.7% vs 16 .1% or 13.3% ;4 7.8% vs 19.2 % or17.3% ,P <0 .0 1)。 - 4 0℃投液氮 ,受精卵冷冻后的发育率略高于 - 33℃ ,但差异不显著 (P >0 .0 5 )。以 2 5 % EG 2 5 % PG作为细胞外玻璃化溶液对牛体外受精卵进行冷冻 ,冷冻后受精卵的发育率达 5 8.9% ,高于用 1.5 mol/ L EG冷冻在 - 4 0℃投液氮这一处理 (47.8% ) ,但无统计学上差异 (P >0 .0 5 )。然而 ,试验组冷冻后受精卵的发育率均极显著低于对照组 (80 .6 8% ,P <0 .0 1)。结果表明 ,投液氮温度以 - 4 0℃为较好 ,防冻剂以 EG的冷冻效果为最佳。玻璃化冷冻法完全可以应用于冷冻牛体外受精卵     

奶牛体外受精胚胎的性别控制研究

为加速母牛胚胎的生产,实现性控制胚胎产业化和体外扩繁优质品种的奶业工程发展,本研究在体外受精技术（in vitro fertilization,IVF）不断成熟和完善的基础上,通过对牛非性控IVF胚胎与常规人工受精体内胚胎移植的妊娠成功率及其两者出生后牛的性别比例进行比较分析,结果发现,两组妊娠成功率基本相同,且IVF胚胎出生的公牛比例高于体内胚;采用性控和非性控精液进行IVF试验,并对非性控IVF胚胎及性控IVF胚胎用牛Y染色体性别决定特异基因（SRY）核心序列进行分子生物学性别鉴定,结果显示,性控IVF胚胎的公牛比例显著低于普通IVF胚胎;此外,作者还比较了性控IVF与普通非性控IVF的囊胚发育率,结果显示两者并无显著差异。以上研究结果证明,体外扩繁优质良种母牛的奶业工程必须依靠性别控制体外授精技术来提高其效率和有效性。     

水牛卵母细胞和体外受精早期胚胎端粒酶活性测定

为了解水牛卵母细胞和体外受精（IVF）胚胎早期发育过程中端粒酶的活性变化,本研究利用端粒重复序列扩增法（TRAP）进行了水牛未成熟卵母细胞,成熟卵母细胞和2～4细胞,8～16细胞,桑椹胚以及囊胚各阶段的早期胚胎端粒酶活性的测定。依据电泳条带在成像系统下的光密度值,计算端粒酶的相对活性（RTA）。结果发现,未成熟卵母细胞端粒酶活性比成熟卵母细胞高（P〈0.05）,受精后2～4和8～16细胞胚胎端粒酶活性相对较低,桑椹胚端粒酶活性明显升高（P〈0.05）,囊胚阶段达到最高水平。通过对水牛不同发育阶段胚胎细胞数计数及单细胞相对端粒酶活性的分析比较结果显示,卵母细胞的单细胞端粒酶活性最高,囊胚阶段的最低。单细胞端粒酶活性从未成熟卵母细胞到IVF囊胚阶段呈逐渐降低的趋势。这些结果表明,水牛卵母细胞及早期胚胎的端粒酶活性变化与其成熟、发育阻断及全能性的逐步降低有关。     

牛体外受精胚胎早期发育过程中基因差异表达的研究

本研究旨在筛选牛体外受精胚胎早期发育差异表达基因,并进行差异表达分析。选取牛卵母细胞、体外受精8细胞期和囊胚期胚胎为试验材料,进行mRNA差异表达研究。初步克隆出4个牛卵母细胞和早期胚胎发育不同阶段差异表达的基因,同源性分析显示,它们分别与高移动样蛋白盒结构域4基因(HMGXB4)、热休克蛋白40亚家族C成员8基因(Dnajc8)、突触膜胞吐调节2基因(RI MS2)和核糖体蛋白L31基因(RPL31)高度同源。RT-PCR检测验证,HMGXB4、Dnajc8、RI MS2和RPL31在牛卵母细胞和早期胚胎发育过程中mRNA表达量存在时间性差异,可能与其参与不同的生理活动有关。     

山羊卵泡卵母细胞体外受精及受精卵的体外发育

对山羊卵泡卵母细胞的体外成熟、体外受精及受精卵体外培养的系列研究表明,在成熟培养液中添加１５μｇ／Ｌ重组牛生长激素（ｒｂＧＨ）,与ＦＳＨ和ＬＨ配合使用,卵泡卵母细胞的成熟率（６７．９％）显著高于不含ｒｂＧＨ的培养组（５３．１％,Ｐ＜０．０５）;３８．５℃和３９．０℃的培养温度对卵泡卵母细胞体外成熟培养的影响无显著差异（Ｐ＞０．０５）;ＢＯ液上浮法对山羊冷冻精子的活精子分离效果优于Ｐｅｒｃｏｌ分层液法,并得到较高的受精率（６４．３％∶４９．０％,Ｐ＜０．０５）;颗粒细胞单层和输卵管上皮细胞单层的共同培养体系均有益于受精卵的体外发育。     

In vitro Fertilization of Bovine Oocytes Exposed to Bovine Herpesvirus 1 (BHV-1)

Contents: Cumulus-oocyte complexes were matured for 24 hours in the presence or absence of bovine herpes virus-1 (BHV-1, 10⁶ TCID₅₀/ml), fertilized in vitro and then co-cultured on oviductal cells to the blastocyst stage. The percentages of oocytes which cleaved were 48% (n = 905) for oocytes matured in the presence of BHV-1, and 51% (n = 1004) for the control oocytes. Comparing BHV-1-treated to control, the percentages of cleaved oocytes which developed to the blastocyst stage were 29% and 31%, respectively (p > 0.05). Embryos produced from the experimental group of oocytes tested positive for BHV-1.