小鼠体外成熟和体外受精卵的DNA甲基化和组蛋白修饰

摘要

与体内受精胚胎相比，通过卵母细胞体外成熟(IVM)和体外受精(IVF)获得的胚胎发育能力较差。近年的研究显示，体外操作或体外环境可能对胚胎的表观遗传修饰有不利影响，从而导致胚胎的发育能力减弱。为验证这一可能原因，本论文以昆明白小鼠为研究对象，对IVM-IVF胚胎的DNA甲基化和组蛋白修饰进行了研究。初步结果如下：实验1：比较了三种不同来源胚胎的发育能力，即：体内受精胚胎、体内成热-体外受精胚胎、体外成熟-体外受精胚胎。结果表明，体外成熟卵母细胞的受精率(58.6％)明显低于体内成熟卵母细胞(73.8％)(P＜0.05)，同时体外成熟-体外受精胚胎的囊胚率(33.7％)也明显低于体内成熟-体外受精胚胎(64.3％)和体内受精胚胎(87.1％)(P＜0.05)。这一结果说明体外成熟来源的卵母细胞发育能力减弱。实验2：用免疫荧光染色法时三种不同来源受精卵的DNA甲基化、H3K9乙酰化、H3K9甲基化模式进行了检测。主要观察了原核期受精卵中雌雄原核的表观遗传修饰状态。结果表明，三种不同来源的原核期受精卵在DNA甲基化和H3K9修饰上没有明显差别。实验3：利用反转录PCR(RT-PCR)比较了三种卵母细胞中相关表观遗传修饰酶的mRNA含量。三种卵母细胞为：未成熟卵(GV期)、体外成熟的MⅡ期卵母细胞和体内成熟的MⅡ期卵母细胞。相关表现遗传修饰酶包括：DNA甲基化酶(Dnmt1，Dnmt3a，Dnmt 3b)，组蛋白乙酰化酶(HAT)和组蛋白甲基化酶(Suv39h1，G9a)。结果显示：Dnmt1，Dnmt 3a，HAT的mRNA在三种卵母细胞中均含量很高，而G9a mRNA在三种卵母细胞中都没有检测到;Dnmt 3b和Suv39h1在体内成熟的MⅡ期卵母细胞中几乎检测不到，但在GV期卵和体外成熟MⅡ卵中可以检测到。结论：体外成熟的卵母细胞与体内成熟的卵母细胞在表观遗传修饰酶mRNA含量上(Dnmt 3b和Suv39h1)有一定差异，但在原核期受精卵的表观遗传特征上没有差别，因此推断：体外成熟一体外受精胚胎发育能力减弱可能不是由DNA甲基化或H3K9修饰的异常重编程造成的。但是，原核期以后的发育时期是否存在表观遗传修饰异常需要进一步研究确证。