基于原位光学成像的卵母细胞纺锤体和染色体形态的数值化表征研究

摘要

光学成像与图像处理结合是认识生物结构空间构象的重要技术手段。而生物结构的空间构象对认识其生理功能，发育机制有主要意义。基于免疫荧光方法，本文采用双光子荧光显微成像技术，原位且立体地获取生物样品图像。进一步，本文通过图像三维分割、三维重构及数字化建模，量化表征生物结构的构象信息。采用该方法，本文研究了卵母细胞纺锤体和染色体的空间构象。染色体的空间构象与染色体的密度，基因转录活跃程度，以及细胞核的功能有重要关联。纺锤体的空间构象与染色体的排列与分离以及细胞分裂有关，其完整性对细胞能否正常繁殖有重要作用。卵母细胞中纺锤体和染色体的构象研究对评估卵母细胞质量，分析生殖发育问题有重要意义（如出生缺陷问题）。基于体外培养技术，本文首先研究了氨甲喋呤对卵母细胞纺锤体和染色体的影响。氨甲喋呤是一种抗叶酸代谢类药物，具有抑制细胞增殖的功能，广泛用于临床医治恶性肿瘤、类风湿性关节炎及异位妊娠等疾病。许多研究证明，氨甲喋呤对快速分裂的体细胞很强的副作用。然而，其对女性生殖细胞的影响尚不明确。本文研究发现与对照组（84％）相比，生发泡破裂比率在氨甲喋呤组下降至73%（p＜0.05）。氨甲喋呤组的第一极体排出率（53%）也明显低于对照组（63%；p＜0.05）。氨甲喋呤组染色体异常排布比率和纺锤体形态异常比率分别为60%和49%，均明显高于对照组情况（24%，17%；p＜0.05）。以上结果提示氨甲喋呤可影响卵母细胞的成熟质量。随后，本文又研究了激素超排对卵母细胞质量的影响。激素超数排卵作为一种非自然排卵方式，在临床辅助生殖及基础科学研究中应用广泛。但此种排卵方式对卵母细胞成熟质量的影响仍不明确。我们研究发现，激素超排造成染色体空间排布异常，但不影响染色体的体积、表面积等几何构型。此结果可能提示激素超排干扰了染色体的运动与迁移功能。本论文建立了一套数字化表征纺锤体和染色体空间构象的方法，研究结果对认识生殖发育问题有重要意义。

目录

第一章 引言

一、选题意义与背景

二、本文方法及其应用

三、本文内容

第二章 研究方法的建立

一、小鼠卵母细胞的采集

二、免疫荧光标记

三、双光子荧光成像

四、图像处理方法

第三章 MTX对小鼠卵母细胞纺锤体影响的研究

一、引言

二、研究方法

三、研究结果

四、讨论

第四章 激素超排对卵母细胞染色体形态影响的研究

一、引言

二、研究方法

三、研究结果

四、讨论

总结

参考文献

个人简历及攻读硕士学位期间已发表的论文

致谢