TGF_β相关蛋白在爪蟾早期胚胎中的免疫组织化学的研究

在爪蟾早期胚胎中,存在能与抗TGF_β-1抗体结合的蛋白,我们称之为TGF_β-相关蛋白。用免疫细胞化学方法,检测到在囊胚(分期8)中,TGF_β相关蛋白主要分布在植物半球靠近囊胚腔底部的一些细胞内;在早期原肠胚(分期10.5)中仍只分布在植物半球卵黄团中,但距囊胚腔较远,与背唇无明显的关系;在晚期原肠胚(分期12)中,它主要分布在原肠腔四周,原肠腔腹方的内胚层细胞中含量高于原肠腔背方的中胚层细胞;在早期神经胚中(分期14),整个内胚层细胞都分布有TGF_β相关蛋白,而且它还存在于背部中胚层(预定体节和脊索)中,但分布不均匀,靠近原始肠腔的部分含有TGF_β相关蛋白,而靠近神经板的部分则不具有它;在晚期神经胚(分期20)中,它仅分布在卵黄团中央区域的内胚层细胞内。点免疫测定的结果印证了以上的观察。此外,还断定从卵裂期到分期27的胚胎,存在着两个TGF_β相关蛋白的高合成区域。第一个区间为分期7至分期8;第二个区间为分期12至分期14。在分期14胚胎中,它的含量最高。根据TGF_β相关蛋白在胚胎中分布的时空特性,讨论了它可能的功能。     

金鱼PP2A-B′家族δ基因cDNA的克隆及表达分析

通过3′-RACE及5′-RACE技术克隆得到了金鱼蛋白磷酸酶2A（protein phosphatase2A,PP2A）调节亚基B′家族δ（Delta）基因的cDNA全序列.结果显示,金鱼δ基因cDNA全长2415bp,编码一个含555个氨基酸的蛋白.序列分析表明,该基因编码的蛋白与已知其他物种对应的B′家族蛋白质均有着很高的同源性.RT-PCR分析证明,该基因mRNA表达水平在大脑中为最高,肝脏、精巢、卵巢、肾脏和鳃中次之,鳍中最少.在不同胚胎时期中,两细胞期、多细胞期、囊胚期和原肠胚期表达最高,其他时期相对较低.在蛋白水平上,精巢、卵巢、大脑和心脏中最高,肝脏中次之,肾脏、鳃和鳍中最少.在胚胎中,两细胞期、多细胞期、囊胚期、原肠胚期和神经胚期及视原基期表达最高,脑泡分化和眼色素期表达量最少.由此可以推测PP2AB′-δ基因在金鱼不同组织和胚胎发育的不同时期中可能起着多种重要作用.     

金鱼PP2A-B′家族δ基因cDNA的克隆及表达分析

通过3′-RACE及5′-RACE技术克隆得到了金鱼蛋白磷酸酶2A(protein phosphatase2A,PP2A)调节亚基B′家族δ(Delta)基因的cDNA全序列.结果显示,金鱼δ基因cDNA全长2415bp,编码一个含555个氨基酸的蛋白.序列分析表明,该基因编码的蛋白与已知其他物种对应的B′家族蛋白质均有着很高的同源性.RT-PCR分析证明,该基因mRNA表达水平在大脑中为最高,肝脏、精巢、卵巢、肾脏和鳃中次之,鳍中最少.在不同胚胎时期中,两细胞期、多细胞期、囊胚期和原肠胚期表达最高,其他时期相对较低.在蛋白水平上,精巢、卵巢、大脑和心脏中最高,肝脏中次之,肾脏、鳃和鳍中最少.在胚胎中,两细胞期、多细胞期、囊胚期、原肠胚期和神经胚期及视原基期表达最高,脑泡分化和眼色素期表达量最少.由此可以推测PP2AB′-δ基因在金鱼不同组织和胚胎发育的不同时期中可能起着多种重要作用.     

第20届国际生物学奥林匹克竞赛（2） 理论考试A部分

动物解剖和生理 A23.当养在海水中的受精海胆卵含有1种转录抑制剂——放线菌素D,卵的发育通常直至囊胚期,但是在囊胚期之后停止发育。这是由于在卵裂期胚胎不转录mRNA,发育所需要的蛋白质由储存在卵中mRNA来翻译。     

小鼠植入前胚胎GCN5和HDAC1表达模式及体外培养对其表达的影响

为探讨小鼠植入前胚胎组蛋白乙酰化酶GCN5(general control of nucleotide synthesis,GCN5) 和组蛋白去乙酰化酶1(histone deacetyluse1,HDAC1)的表达模式及常规体外培养对它们表达的影响,应用荧光免疫细胞化学技术,检测了体内和体外培养的小鼠2、4、8细胞期卵裂胚胎、桑葚胚和囊胚GCN5和HDAC1的表达。结果显示,GCN5在体内组各细胞期卵裂胚胎和桑葚胚的细胞浆内均呈高表达,细胞核内未见明显表达,而囊胚细胞的细胞浆和细胞核内均无表达:HDAC1在体内组小鼠2细胞期胚胎中以细胞浆内表达为主,在其他各期胚胎均以细胞核内表达为主．囊胚期内细胞团部分细胞的细胞核内未见HDAC1表达。GCN5在体外组小鼠植入前各期胚胎均不表达,而 HDAC1的表达强度明显低于体内组的。提示体外培养抑制小鼠植入前胚胎GCN5和明显降低 HDAC1的表达,影响胚胎基因的正确性表达。     

整合蛋白β1在人类卵母细胞和早期胚胎上分布的研究

目的：研究人类卵母细胞体外成熟和体外受精前后,以及体外受精后胚胎早期发育的不同阶段,整合蛋白β1的分布规律。方法：利用激光共聚焦显微镜和荧光标记的整合蛋白β1抗体。结果：在成熟人类卵母细胞,体外受精的合子以及2细胞阶段胚胎中,整合蛋白β1的分布不同于在小鼠胚胎中的分布,不是分布在细胞质膜的表面,而是集中分布在细胞核的附近,细胞质膜的表面分布很少。在体外培养的4细胞和8细胞胚胎中,整合蛋白β均匀分近,细胞质膜的表面分布很少,在体外培养的4细胞和8细胞胚胎中,整合蛋白β均匀分布在卵裂球中,发育至桑甚胚阶段,整合蛋白β1的分布开始出现极性,到囊胚阶段,整合蛋白β1的分布集中于滋养外胚层处。结论：整合蛋白分子被普遍认为是卵母细胞中的精子受体,但本研究提示,人类精子和卵母细胞的结合,整合蛋白β1的影响可能不大,而整合蛋白β1可能与雌雄原核融合,胚胎卵裂以及胚胎着床有关。     

小鼠植入前胚胎GCN5和HDAC1表达模式及体外培养对其表达的影响

为探讨小鼠植入前胚胎组蛋白乙酰化酶GCN5（general control of nucleotide synthesis,GCN5）和组蛋白去乙酰化酶1（histone deacetylasel,HDAC1）的表达模式及常规体外培养对它们表达的影响,应用荧光免疫细胞化学技术,检测了体内和体外培养的小鼠2、4、8细胞期卵裂胚胎、桑葚胚和囊胚GCN5和HDAC1的表达。结果显示,GCN5在体内组各细胞期卵裂胚胎和桑葚胚的细胞浆内均呈高表达,细胞核内未见明显表达,而囊胚细胞的细胞浆和细胞核内均无表达：HDACl在体内组小鼠2细胞期胚胎中以细胞浆内表达为主,在其他各期胚胎均以细胞核内表达为主。囊胚期内细胞团部分细胞的细胞核内未见HDAC1表达。GCN5在体外组小鼠植入前各期胚胎均不表达。而HDAC1的表达强度明显低于体内组的。提示体外培养抑制小鼠植入前胚胎GCN5和明显降低HDAC1的表达,影响胚胎基因的正确性表达。     

鲫Kaiso基因cDNA的克隆和表达分析

在爪蟾和斑马鱼中, Kaiso是一种在整个基因组范围内与甲基化CpG序列特异性结合的转录抑制因子, 在调控被甲基化基因表达的时间模式中起重要的作用。为深入研究DNA甲基化对我国重要养殖鱼类生殖和发育的影响, 我们克隆了鲫Kaiso基因的cDNA序列, 并对其时空表达模式进行了分析。该cDNA全长3145 bp, 5′-非翻译区132 bp, 3′-非翻译区1117 bp, 开放阅读框1896 bp, 编码631个氨基酸。鲫Kaiso蛋白与其他物种Kaiso蛋白的同源性分析表明, 与其他物种一样, 其 N端和C端分别有高保守性的BTB/POZ结构域和锌指结构域。整胚原位杂交结果显示, Kaiso mRNA在早期胚胎发育的各个时期均广泛表达, 信号均一, 但从尾芽期开始出现组织特异性表达差异。对不同发育阶段胚胎的实时定量PCR检测结果表明: 卵子中有高丰度的母源Kaiso mRNA存在; 在卵裂期至囊胚中期胚胎中Kaiso mRNA的丰度逐渐降低; 从囊胚中期至原肠早期都维持在最低水平状态; 原肠后期其表达水平又逐渐升高, 至尾芽期达到与未受精卵中相当的高水平后在器官发生期的整体水平又稍有下降。Kaiso mRNA丰度在胚胎发育早期的这种变化过程提示在卵裂期检测到的mRNA可能都是母源mRNA, 合子核Kaiso基因可能是在囊胚晚期后才开始转录。对成体不同组织的实时定量PCR检测结果表明Kaiso的表达存在明显的组织特异性差异, 在鲫肌肉、视网膜、心脏和脑中表达水平较高, 而在肾、胰、肝等器官中表达水平很低。Kaiso表达的时间和组织特异性提示其作为甲基化基因的转录抑制因子参与了胚胎和成体基因表达时空模式的调控。这些结果为进一步研究Kaiso和DNA甲基化修饰在鲫发育调控和遗传育种中的作用提供了基础资料。     

刺五加体细胞胚cDNA文库的构建

以2,4-D处理的刺五加体细胞胚为实验材料,提取总RNA并分离mRNA合成cDNA,连接到pAP3neo Predigested载体上.采用电穿孔法将重组质粒转化到DH10B中.经测定,原始文库滴度为2.3×106 pfu·mL-1,重组率大于95%.插入片段的长度大部分在0.5～2.0kb之间,平均长度为0.96kb,表明刺五加体细胞胚cDNA文库已构建成功.     

斜带石斑鱼囊胚期胚胎和尾芽期胚胎差异表达基因的筛选及克隆

以斜带石斑鱼囊胚期胚胎和尾芽期胚胎分别作为检验组和驱动组,构建了石斑鱼囊胚期胚胎和尾芽期胚胎的抑制性差减杂交cDNA文库。以α-tubulin作为检测指标,显示差减效率分别高达28和27。分别取囊胚期胚胎和尾芽期胚胎各192和960个PCR阳性克隆进行斑点杂交,得到15个囊胚期和131个尾芽期的斑点杂交阳性克隆。测序和数据库比对分析表明,囊胚期15个阳性克隆中有11个已知基因的cDNA片段和没有同源性的4个cDNA片段;而在尾芽期的131个阳性克隆中,有123个已知基因的cDNA片段和8个没有同源性的cD-NA片段。用半定量RT-PCR技术分析了部分基因片段在胚胎发育过程中的表达规律和和组织分布情况。这些差异表达片段的呈现为进一步揭示石斑鱼胚胎发育、早期性别决定和性腺分化的分子机制奠定了基础。     

与胡萝卜胚胎发生相关的胚性细胞蛋白63cDNA分离及其基因表达研究

以胡萝卜(Daucus carota L.)鱼雷形胚状体为材料,以λgt10噬菌体为载体,构建了一个含有6.0×10~8个重组子的cDNA文库。用PCR法扩增的长度为1.1kb的胚性细胞蛋白(ECP)63 DNA片段作探针,从cDNA文库中筛选出一个完整的ECP63 cDNA克隆。ECP63 cDNA核苷酸序列总长为1989bp,编码1个含569个氨基酸残基的蛋白质,分子量为62kD。以ECP63 cDNA全长作探针的Northern分子杂交结果表明,ECP63基因在胚性细胞和不同发育时期的胚状体中高度表达,但在幼苗和非胚性细胞中不表达。在转录水平上,ECP63基因在合子胚胎发生后期大量表达。     

斜带石斑鱼囊胚期胚胎和尾芽期胚胎差异表达基因的筛选及克隆

以斜带石斑鱼囊胚期胚胎和尾芽期胚胎分别作为检验组和驱动组，构建了石斑鱼囊胚期胚胎和尾芽期胚胎的抑制性差减杂交cDNA文库。以α-tubulin作为检测指标，显示差减效率分别高达2 ⁸和2 ⁷。分别取囊胚期胚胎和尾芽期胚胎各192和960个PCR阳性克隆进行斑点杂交，得到15个囊胚期和131个尾芽期的斑点杂交阳性克隆。测序和数据库比对分析表明，囊胚期15个阳性克隆中有11个已知基因的cDNA片段和没有同源性的4个cDNA片段；而在尾芽期的131个阳性克隆中，有123个已知基因的cDNA片段和8个没有同源性的cDNA片段。用半定量RT-PCR技术分析了部分基因片段在胚胎发育过程中的表达规律和和组织分布情况。这些差异表达片段的呈现为进一步揭示石斑鱼胚胎发育、早期性别决定和性腺分化的分子机制奠定了基础。     

胰岛素对小鼠胚胎印迹基因Igf2/H19甲基化水平和表达的影响

探讨胰岛素对小鼠早期胚胎体外发育影响的分子机理.将小鼠2细胞胚胎培养于KSOM+0.25 μg/ml胰岛素培养基内,发育至桑椹胚和囊胚.提取桑椹胚和囊胚的总RNA和DNA.实时定量PCR分析,实验组桑椹胚Igf2 mRNA表达是对照组的4.7倍,H19表达是对照组的5.7倍;实验组囊胚Igf2 mRNA表达是对照组的1.8倍,而H19表达量是对照组的2.3倍;BSP测序法分析Igf2/H19印迹控制区的甲基化水平,实验组桑椹胚、囊胚的甲基化率分别为7.3%和32.3%,分别比对照组下降86.4%和35.4%.结果显示,胰岛素降低植入前胚胎Igf2/H19印迹控制区DNA甲基化的水平,从而使Igf2和H19基因表达升高.     

小鼠四倍体早期胚胎基因组甲基化模式

利用小鼠抗5-甲基胞嘧啶(5MeC)单克隆抗体检测了体外培养小鼠四倍体早期胚胎的基因组甲基化模式。结果表明: 利用电融合方法制备的小鼠四倍体胚胎在体外培养体系中经历细胞质融合、细胞核融合及细胞继续分裂发育直到囊胚期的过程, 在细胞质融合的时候胚胎卵裂球同体内体外培养二倍体胚胎一样, 呈现高度甲基化状态; 在细胞核开始融合的时候, 甲基化水平急速下降, 在细胞核完全融合的时候甲基化水平达到最低点; 随着胚胎继续分裂, 胚胎甲基化水平逐渐增加, 在桑葚胚期甲基化水平最高; 但是囊胚期四倍体胚胎内细胞团同滋养层细胞甲基化荧光信号没有差别, 这与体内体外培养二倍体囊胚内细胞团细胞甲基化荧光强度高于滋养层细胞甲基化荧光强度不同。因此, 小鼠体外培养四倍体胚胎的甲基化模式是不正常的, 这可能是四倍体小鼠难以发育到妊娠足月的原因之一。这是对小鼠四倍体早期胚胎基因组甲基化模式的首次报道。     

微量注射抗TGF_β-1抗体对爪蟾发育的影响

注射抗TGF_β-1抗体至2细胞胚胎的一个裂球中,产生了三个级别的卵黄团外露畸型胚胎,YE-1、YE-2和YE-3。它们的产生与抗体的注射量有关。它们的共同特征是注射后胚胎能正常发育至囊胚,卵黄团在注射一侧外露,外露部分无任何中胚层组织。高剂量注射时,主要产生YE-1级别的畸型胚胎,其中大部分在注射侧从头至尾不存在肌肉组织,中胚层发育受到了极大的影响。降低注射剂量后所产生的YE-2畸型胚胎,在注射侧有一定的肌肉组织,但明显小于未注射侧。YE-3是所受影响最小的畸型胚胎,YE-3 V 的注射侧产生了与未注射侧非常接近的肌肉组织。活体观察畸型胚胎的形成过程,发现不同级别的畸型胚胎与注射侧的原肠运动所受影响程度和范围有关。高剂量注射时,几乎整个注射侧的原肠运动受到了影响,由此产生了YE-1,而低剂量注射时,注射侧只有部分区域受到影响,因此产生了YE-3 v 和YE-3 d。无论是原肠运动受阻,还是中胚层发育受到影响,其原因可能是抗TGF_β-1抗体阻抑了中胚层诱导的过程,所以由此也进一步证实了TGF_β相关蛋白与中胚层诱导有关。     

蛋白激酶Cα在小鼠孤雌及四倍体胚胎早期发育过程中的分布和作用

为了观察蛋白激酶Cα(protein kinase Cα,PKCα在昆明白小鼠受精卵、孤雌激活和四倍体胚胎早期发育阶段的亚细胞定位和致密化进程中的表达变化,本实验利用免疫荧光化学染色与激光共聚焦显微镜观察相结合的方法,对受精卵、孤雌激活和四倍体胚胎早期发育阶段PKCα的表达进行了定位观察,并利用Western blot对三组胚胎致密化进程中PKCα的表达进行定量分析.结果显示,PKCα在上述三组胚胎发育的2-细胞期至囊胚期均有表达,虽然不同胚胎PKCα的分布在同一发育阶段存在差异,却表现出在各胚胎期主要分布于卵裂球核染色质内,以及在胚胎致密化开始,PKCα在卵裂球连接处发生重新分布的共同特点.此外,三组胚胎PKCα在致密化进程中的表达呈升高趋势,即致密化后的表达高于敛密化前.结果表明,PKCct对胚胎致密化的调节具有重要作用,其在8-细胞/4-细胞期的重新分布是胚胎进入桑椹胚期的必然事件,是胚胎致密化的前提,同时伴随蛋白表达增多.此外,PKCα在囊胚期发生了植入前的第二次重新分布.PKCα在三组胚胎各发育阶段表达情况各不相同,它对小鼠胚胎发育的影响体现在整个早期发育阶段.PKCα在小鼠受精卵早期发育阶段的两次重新分布可能与在致密化开始时启动的细胞黏附事件存在某种必然联系.     

背瘤丽蚌胚胎发育的初步研究

用显微技术研究了背瘤丽蚌(Lamprotula leai)胚胎发育和钩介幼虫结构。结果表明,背瘤丽蚌卵为均黄卵,受精卵分布在雌蚌内、外鳃腔中进行胚胎发育;胚胎发育同步;胚胎发育过程包括受精卵、卵裂期、囊胚期、原肠期、膜内钩介幼虫期和钩介幼虫期;卵裂为螺旋不等完全卵裂;未受精的成熟卵在鳃腔内退化;胚胎发育期与胚胎、外鳃和内鳃颜色相关;怀卵母蚌胚胎在外界环境变化时容易全部流产。分析认为背瘤丽蚌胚胎发育期的繁殖特征可指导人工苗种生产。     

小鼠2-细胞胚胎单个卵裂球体外培养及其发育形成囊胚的玻璃化冷冻保存技术的研究

单个卵裂球分离和培养是生产同卵双胎或一卵多胎动物的一种有效方法。在羊和牛已经获得了来源于2-细胞和4-细胞期胚胎的单个卵裂球的活体后代;在兔也获得来源于4-细胞胚胎的单个卵裂球后代;在猪已获得8-细胞单个卵裂球的后代。但多数的研究者发现,小鼠单个卵裂球培养后的体外发育率、移植妊娠率和产仔率都很低。上述均为新鲜胚移植结果,至于分离后卵裂球发育成的囊胚再进行玻璃化冷冻保存尚未见报道。本实     

红螯光壳螯虾胚胎及仔虾发育过程中卵黄磷蛋白的ELISA检测

建立了间接竞争酶联免疫吸附反应(ELISA)方法,对红螯光壳螯虾(Cherax quadricarinatus)胚胎及仔虾发育过程中的卵黄磷蛋白含量及其亚基组分进行了研究。该方法对卵黄磷蛋白具有良好的特异性,有效检测范围为31.25~250 ng/ml。结果表明,在发育初期胚胎先降解分子量比卵黄磷蛋白大的蛋白;亚基中,分子量较大和较小的亚基都先被消耗;胚胎内卵黄磷蛋白含量总体上呈下降趋势,其中在卵裂囊胚阶段后略有上升(3.19%),至后无节幼体期卵黄磷蛋白含量达最高(4.67%),之后不断下降,到仔虾离开母体独立生活时,含量只剩下卵裂期的1/4。     

小鼠早期胚胎发育期间TGF-β_1免疫组织化学定位

用兔抗人血小板TGF-β_1 N末端1—29氨基酸残基人工合成多肽抗血清作探针以及免疫荧光和免疫酶染色技术,分析了1—12天小鼠早期发育期间胚胎的TGF-β_1物质分布。结果表明,着床前胚胎包括卵裂细胞,桑椹胚和胚泡的ICM及滋养外胚层等细胞均显示TGF-β_1阳性免疫荧光染色。免疫酶染色还证明,沿囊胚腔顶部单层排列的原始内胚层细胞比邻近的ICM细胞有较深的染色反应。随着胚胎着床和进一步发育,7天龄胚胎中胚层早期形成阶段,紧靠中胚层一侧的外胚层胞质中含有浓集的棕色颗粒;各胚层的部分区域也存在着染色强度上差别。8—12天龄胚胎中,体节,心壁、间质细胞和肠道以及卵黄囊的脏壁中胚层均有显著的TGF-β_1免疫酶阳性物质。这些结果表明,着床前小鼠胚胎富含TGF-β_1物质,着床后的胚外组织,例如卵黄囊也为胚胎进一步发育提供了富含TGF-β_1物质的微环境;同时也提示,小鼠早期胚胎发育期间的胚泡形成,ICM细胞分化出原始内胚层,卵柱期中胚层形成,以及以后的神经管、体节和肢芽形成阶段等一系列形态发生和器官形成过程中,TGF-β_1可能是参与重要作用的一种生长调节因子。