慢病毒载体介导的绿色荧光蛋白转基因标记法研究猪嵌合体制作

目的:通过建立慢病毒载体感染猪胚胎体系实现胚胎标记,进而研究不同发育阶段猪孤雌胚胎之间的嵌合能力,为进一步研究猪早期胚胎发育以及细胞分化奠定基础.方法:首先,通过显微注射的方法把2×109I.U./ml、2×108I.U./ml和2×107I.U./ml三个梯度的表达绿色荧光的慢病毒载体分别注射到猪1-细胞胚胎和2-细胞胚胎的透明带下,进行胚胎的GFP转基因标记,在荧光显微镜下观察比较卵裂率、阳性胚胎率、囊胚率、阳性囊胚率和囊胚细胞数.然后,采用凹窝聚合法对同步发育胚胎在不同阶段(2-细胞,4-细胞,8-细胞)进行嵌合,2-细胞胚胎与不同发育阶段(2-细胞、4-细胞、8-细胞)胚胎进行嵌合以及2-细胞胚胎卵裂球互换制作嵌合体胚胎,发育到囊胚时在荧光显微镜下检测胚胎的嵌合状态.结果:2×109I.U./ml的慢病毒感染猪2-细胞胚胎组中,体外受精和孤雌胚胎感染阳性率( 80.00％、76.36％)和阳性囊胚率(90.74％、89.56％)都显著高于其它滴度组(P＜0.05),另外,慢病毒感染的两种胚胎与对照组对卵裂率、囊胚率和囊胚细胞数三个指标没有显著影响(P＞0.05).2-细胞胚胎之间嵌合囊胚率和2-细胞卵裂球互换嵌合囊胚率( 53.85％、62.50％)显著高于2-细胞胚胎与4-细胞胚胎的嵌合率(18.60％,P＜0.05),在同步发育胚胎中8-细胞胚胎之间的嵌合率(75.00％)高于4-细胞胚胎之间和2-细胞胚胎之间的嵌合率( 65.00％、53.80％).结论:2×109I.U./ml的慢病毒感染2-细胞期胚胎效率最高,另外,慢病毒感染对猪胚胎发育没有明显影响.8-细胞间的嵌合率比较高;发育同步胚胎间的嵌合率高于发育非同步胚胎间的嵌合率.     

不同培养体系对鼠-猪异种嵌合胚胎发育和嵌合能力的比较

近年来,随着干细胞分化与再生医学研究的不断深入,异种嵌合已成为当前干细胞和再生医学领域的热点问题,并有望为未来解决器官移植供体来源严重短缺等再生医学难题开辟新的方向。异种嵌合以及异种器官再造过程中面临众多科学问题和技术难题,而异种嵌合过程中嵌合胚胎时期的选择,后续培养液的选择以及这些环节所造成的供体细胞与受体胚胎之间的发育平衡成为建立异种器官再造的第一个科学问题。猪由于具有与人类器官大小相似、繁殖快等特点,成为异种嵌合最适合的潜在研究对象。为了提高鼠-猪异种嵌合胚胎中小鼠供体细胞——诱导多潜能干细胞(Induced pluripotent stem cells,i PSCs)的存活率和增殖率,我们尝试以i PSCs培养液(N2B27)以及N2B27→PZM-3梯度更换的培养液(N2B27(3.5 h))作为研究异种嵌合胚胎体外发育培养的对象,并与猪胚胎培养液(PZM-3,Porcine zygotic medium)体系下发育进行比较,从而评价了这3种培养液在8-细胞和囊胚期注射后,对嵌合胚胎后续发育的影响及嵌合情况。结果显示,8-细胞期注射后,PZM-3不仅对嵌合胚胎的后续发育较为有利,更有利于小鼠i PS嵌合到猪胚胎中;囊胚期注射后3种培养体系下GFP阳性嵌合率差异不显著,但其嵌合率显著低于8-细胞期嵌合率。结果表明,PZM-3培养体系更有利于鼠-猪异种嵌合胚胎的体外发育,对8-细胞期胚胎进行嵌合操作有益于提高鼠-猪异种嵌合后胚胎的嵌合率。     

Xist敲降可以改善孤雄单倍体囊胚质量

单倍体胚胎干细胞研究一直以来吸引着研究者们的注意,它可以用作基因修饰的工具或是用于药物筛选。随着孤雄胚胎干细胞系的成功建立,更扩展了单倍体胚胎干细胞的应用前景。但单倍体孤雄胚胎发育率低,胚胎质量差,制约着孤雄单倍体胚胎干细胞的建系。为改善孤雄单倍体胚胎发育潜能及胚胎干细胞建系效率低的问题,我们检测了小鼠(Mus musculus domesticus)孤雄单倍体胚胎的体外发育过程和该过程中Xist基因表达情况。结果发现,孤雄单倍体胚胎囊胚发育率只有10%~14%,发育至囊胚所需时间差异较大,从3.5~5.5 d不等。通过核糖核酸荧光原位杂交实验(RNA-FISH)跟踪Xist基因表达情况,发现其在发育至囊胚阶段的胚胎中呈抑制状态,而在早期胚胎中多呈表达状态。通过si RNA扰低Xist表达,虽然没有改变孤雄单倍体胚胎发育到囊胚的比例,但显著提高了囊胚质量,并提高了接种胚胎内细胞团(ICM)后建立细胞系的效率。结果说明,Xist基因的表达可能是导致小鼠孤雄单倍体胚胎质量差、干细胞建系率低的原因之一。     

利用静电场提高IVF小鼠胚胎发育率的研究

本研究首先用静电场处理小鼠2细胞期胚胎,通过观察其发育率筛选了最佳处理剂量(场强和时间),在此基础上探讨了不同细胞期的静电刺激对小鼠胚胎发育的影响。结果表明:用静电场处理小鼠2细胞期胚胎,能显著提高胚胎的发育能力,最佳处理剂量的囊胚率从42.4％提高到64.5％,囊胚孵化率从20.0％提高到44.8％,与对照组存在极显著差异(P<0.01)。不同细胞期胚胎对静电刺激的敏感性不同,其中1细胞(授精后6h)和2细胞期(授精后24h)胚胎对电场刺激较为敏感。     

影响小鼠孤雌胚胎干细胞的建系效率因素初探

目的检测孤雌胚胎干细胞系的建系效率与小鼠品系以及培养体系的关系。方法将小鼠MⅡ期卵子孤雌激活发育至囊胚,然后从囊胚内细胞团分离孤雌胚胎干细胞。结果杂交和近交系小鼠的建系效率没有显著差异,建系的培养体系中加入ERK抑制剂或者采用血清替代品KSR时,建系效率显著提高。结论小鼠孤雌胚胎干细胞的建系效率与小鼠的遗传背景并没有直接关系,而与分离内细胞团的培养体系密切相关。     

小鼠胚胎体外发育培养基中氨基酸含量变化

通过检测哺乳动物早期胚胎体外发育过程中可以消耗或生成某些氨基酸的含量,可以了解胚胎的发育潜能。利用反相高效液相色谱法(RP-HPLC)检测KSOMaa培养基中17种氨基酸含量的变化,了解昆明小白鼠(Mus musculus)植入前胚胎体外培养过程中氨基酸含量的变化,旨在寻找一种能有效支持昆明小鼠胚胎体外发育的培养基氨基酸组成,优化小鼠胚胎体外培养体系。将180枚原核胚分为9组,体外培养至囊胚,分别于胚胎发育不同时期取样做高效液相色谱分析。这些氨基酸在胚胎发育不同时期的培养基中含量变化可分为5种类型:①在2细胞期增加但在4细胞期、8～16细胞期减少,囊胚期又增加的氨基酸(甘氨酸、亮氨酸、苏氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸);②在胚胎发育各个时期均下降(谷氨酸、甲硫氨酸、精氨酸、组氨酸);③在胚胎发育各个时期均增加(丝氨酸、赖氨酸、丙氨酸);④2细胞期含量减少而在其他时期持续增加(天冬氨酸、脯氨酸、色氨酸);⑤囊胚期减少,其他时期都有增加(异亮氨酸)。     

过表达组蛋白H3K9me3去甲基化酶对猪克隆胚胎发育的影响

组蛋白异常修饰是克隆胚胎发育的重要制约因素，组蛋白H3K9me3去甲基化酶KDM4家族的过表达可以有效提高克隆胚胎的发育效率。为探究过表达H3K9me3去甲基化酶对猪克隆胚胎发育的影响，本研究在猪克隆胚胎1-细胞期和2-细胞期分别注射KDM4A mRNA和KDM4D mRNA检测胚胎的囊胚率；收集1-细胞期注射KDM4A mRNA和胚胎注射水(对照组)的2-细胞期克隆胚胎检测H3K9me3表达水平；此外，收集1-细胞期注射KDM4A mRNA和胚胎注射水的4-细胞期克隆胚胎进行单细胞转录组测序，并对测序数据进行GO与KEGG富集分析。结果显示：在1-细胞期注射KDM4A mRNA的猪克隆胚胎囊胚率显著高于对照组(25.32±0.74%vs14.78±0.87%)，注射KDM4D mRNA对猪克隆胚胎囊胚率无明显作用(16.27±0.77%vs 14.78±0.87%)；在2-细胞期注射KDM4A mRNA和KDM4D mRNA的克隆胚胎囊胚率与对照组相比均无显著差异(32.18±1.67%、30.04±0.91%vs 31.22±1.40%)。在1-细胞期注射KDM4A mRNA的克隆...     

不同小鼠品系囊胚受体对C57BL/6胚胎干细胞种系嵌合效率的影响

目的考察不同品系的小鼠囊胚对C57BL/6胚胎干细胞种系嵌合效率的影响,进而提高通过在C57BL/6胚胎干细胞中同源重组制作基因打靶小鼠的效率。方法选取近交系B6(Cg)-Tyrc-2J和BALB/c品系及封闭群ICR作为囊胚供体鼠,通过在TLX3、Ai3K和SL三个不同基因修饰ES细胞的种系嵌合实验中,平行比较三者的囊胚利用率、嵌合鼠获得效率以及种系遗传效率等三个方面,并进一步针对囊胚来源这一因素对效率的影响进行统计学分析。结果三种ES细胞均未能通过B6(Cg)-Tyrc-2J品系囊胚的注射获得种系遗传。而BALB/c品系与ICR品系相比,囊胚利用率明显低于ICR品系(P0.05);嵌合鼠获得效率方面,BALB/c与ICR相当(P=0.115);而种系遗传效率方面,BALB/c品系显著高于其他品系(P0.01)。结论 BALB/c品系在C57BL/6胚胎干细胞种系嵌合效率方面确实具有优势,然而,由于BALB/c囊胚较难获得,并且存在发育延迟和透明带脆性高等问题,而ICR品系在囊胚获得和利用方面的效率明显高于BABL/c,并且也可以支持C57BL/6胚胎干细胞的种系遗传,因此也是C57BL/6胚胎干细胞囊胚注射中较好的选择。     

肿瘤转移抑制因子基因MRP-1/CD9对小鼠胚胎着床影响的研究

目的研究外源性MRP-1/CD9抗体对小鼠胚胎着床的影响。方法1.将8-细胞小鼠胚胎培养于含不同浓度MRP-1/CD9抗体的培养液中,观察囊胚形成及囊胚脱透明带的情况。2.妊娠D4小鼠子宫角注射MRP-1/CD9抗体,于妊娠D8观察小鼠胚胎植入数量。结果1.体外培养时,MRP-1/CD9抗体显著抑制胚胎的囊胚形成率(1:400,P<0.05)和脱带率(1∶800,P<0.05)。2.宫角注射MRP-1/CD9抗体可以显著提高小鼠胚胎的着床数(8.33±0.15vs4.57±0.21)。结论MRP-1/CD9参入小鼠胚胎的发育及植入。     

牛血清白蛋白对小鼠原核期胚胎玻璃化冷冻的影响

以小鼠原核期胚胎为对象,以胚胎的存活率、卵裂率、囊胚率以及囊胚细胞数作为检测指标,在M2液的基础上添加8种浓度(0,2,4,8,16,32,64,96mg/mL)牛血清白蛋白(BSA)配置防冻液,探讨防冻液和玻璃化冷冻后对胚胎发育的影响。BSA防冻液对胚胎发育影响的实验结果表明,8个浓度组间以及与对照组间胚胎的卵裂率、囊胚率以及囊胚细胞数无显著差异(P>0.05),说明在防冻液中加入一定浓度的BSA对小鼠胚胎无毒性作用。防冻液经玻璃化冷冻后对胚胎发育影响的实验表明,8个浓度组间冷冻胚胎复苏后的存活率、卵裂率、囊胚率及囊胚细胞数无显著差异(P>0.05)。表明BSA在这种防冻液中没有明显的保护作用。从经济、实用、生物安全角度考虑,不支持在玻璃化防冻液中添加BSA。