卵母细胞激活

卵母细胞可被精子、化学物质和电脉冲等激活,激活后,胞质内发生Ca2＋振荡、皮质颗粒释放、pH值增长以及成熟促进因子和有丝分裂原活化蛋白激酶失活等一系列重要事件。卵母细胞激活是人工构建孤雌胚胎和克隆胚胎的必需步骤。     

两种激活处理促进小鼠孤雌胚胎原核形成

不同人工处理方法激活哺乳动物卵母细胞的机理相似,但其激活效率存在差异。本研究以昆明(KM)、129/Sv×KM F1和C3H×KM F1雌鼠来源的卵母细胞为对象,利用氯化锶(SrCl2,Sr2+)联合细胞松弛素B(cytochalasin B,CB)(Sr2++CB)和离子霉素(ionomycin,Ion)联合6-二甲胺基嘌呤(6-dimethylaminopurine,6-DMAP)(Ion+6-DMAP)两种激活方法处理下对比分析不同品系小鼠卵母细胞的激活效率,并以卵母细胞原核形成率、原核数量和孤雌胚胎体外发育来评价两种激活剂的激活效率。研究结果表明,Ion+6-DMAP激活卵的1原核比率显著高于2原核(p0.05),Sr2++CB激活卵的2原核比率显著高于1原核(p0.05);KM、129/Sv×KM F1和C3H×KM F1各组孤雌胚胎卵裂率和激活率没有显著差异(P0.05),但129/Sv×KM F1和C3H×KM F1囊胚发育率显著高于KM组(p0.05)。3种小鼠品系的卵母细胞用Sr2++CB处理的孤雌胚胎发育率显著高于Ion+6-DMAP。结果证明,Sr2++CB处理小鼠卵母细胞的激活效率明显优于Ion+6-DMAP;129/Sv×KM F1和C3H×KM F1的孤雌胚胎体外发育率显著高于KM小鼠,为研究小鼠遗传背景影响孤雌胚胎发育的机理提供参考。     

不同因素对大鼠卵母细胞孤雌激活作用影响的研究

本实验比较了SrCl_2,放线菌酮(CHX),电刺激和乙醇等理化因素对SD大鼠卵母细胞激活的作用。结果表明,SrCl_2,CHX和电刺激均能有效激活SD大鼠卵母细胞,其最高激活率分别达到93.24％,91.89％和85.90％。8％乙醇对注射hCG 21小时后的卵母细胞激活率也达70％。SrCl_2在1.6和3.2mmol/L浓度,作用10—30分钟均有较好激活效果。电刺激强度在160V,80μs作用较佳。当SrCl_2与CHX联合作用时,激活率可有明显提高。但电刺激或乙醇与CHX的联合作用不能有效提高激活 率。本研究还比较了卵丘细胞的存在与否对激活的影响,发现卵丘-卵母细胞复合体中的卵母细胞不能被有效激活。刚离体的超排卵母细胞也不能被有效激活,须在体外培养一定时间后才能被激活。     

显微受精废弃的人类卵母细胞体外成熟及孤雌激活

以卵胞浆单精注射(intracytoplasmic sperm injection,ICSI)后废弃的未成熟人类卵母细胞(生发泡期卵母细胞(the germinal vesicle,GV)和第一次减数分裂中期卵母细胞(the metaphase,MI))为材料,使用卵母细胞体外成熟培养液培养未成熟的卵母细胞,分别在人类绒毛膜促性腺激素(human chorionic gonadotrophin,hCG)注射后45、60、84 h观察卵母细胞成熟情况.分别使用钙离子载体(calcium ionophore,CI)A23187联合6-二甲基氨基嘌呤(6-DMAP)法或精子提取物卵胞质内注射(sperm extracts intracytoplasmic injection,SEII)法两种不同的激活方法对体外成熟MII的卵母细胞进行孤雌激活,评价其体外发育潜能.MI卵子体外成熟率要显著高于GV(75.2%vs 30.6%)(P<0.01).与CI/6-DMAP法相比使用SEII/6-DMAP法在激活率(87.5%vs 70.2%)上要明显高于CI/6-DMAP法(P<0.05),但在卵裂率(65.7%vs 72.5%)和桑囊率(0%vs 5.0%)上SEII/6-DMAP法要低于CI/6-DMAP法.注射hCG 45 h组的卵母细胞激活率(91.3%vs 57.9%)、卵裂率(85.7%vs 57.9%)及桑囊率(9.5%vs 0%)均显著高于注射hCG 60 h组(P<0.01).56.8%(117/206)的ICSI废弃的未成熟卵母细胞可以在体外发育成熟,激活后具有一定的发育潜能,卵龄对卵母细胞的质量和发育能力影响较大.     

乙醇及6-DMAP对小鼠卵母细胞孤雌激活的研究

实验研究了乙醇、6-DMAP以及二者联合使用时对注射hCG后18小时采集的小鼠卵母细胞孤雌激活的效果。结果证明:(1)用5％的乙醇分别作用5和10分钟及10％的乙醇分别作用5和10分钟,小鼠卵母细胞的孤雌激活率分别为41.3％、63.7％、57.9％和85.6％。说明在一定范围内,随着乙醇浓度和作用时间的增加,小鼠卵母细胞孤雌激活率有上升的趋势。(2)用2mM 6-DMAP作用2、4和6小时,小鼠卵母细胞的孤雌激活率分别为 12.0％、25.0％和40.0％。说明随着6-DMAP作用时间的增加,小鼠卵母细胞的孤雌激活率有所升高。(3)用5％乙醇作用5分钟,再用含有2mmol/L 6-DMAP的培养液培养6小时,小鼠卵母细胞的孤雌激活率可达65.5％,明显高于单独使用5％乙醇作用5分钟或单独使用2mmol/L 6-DMAP作用6小时卵母细胞的孤雌激活率。(4)用10％的乙醇作用5分钟,再用含有2mmol/L 6-DMAP的培养液培养6小时,小鼠卵母细胞的孤雌激活率达到100％,远远高于单独使用10％乙醇作用5分钟或单独使用2mmol/L 6-DMAP作用6小时卵母细胞的孤雌激活率。(5)在单独使用乙醇刺激时,激活卵母细胞中直接卵裂(2-细胞)的比率随乙醇作用强度的增加而增加,最高达62.5％;但6-DMAP则抑制激活卵母细胞的直接卵裂,增加二原核卵的比例。     

猪卵母细胞不同孤雌激活方法

研究了离子霉素、电场强度、电脉冲次数和电刺激-化学联合激活对猪卵母细胞孤雌激活的影响,以出现分裂球为激活的标准。结果表明：（1）10μmol／L离子霉素处理5min的激活率62．97％（17／27）与处理10min、15min的激活率62．50％（15／24）、65．21％（15／23）差异不显著（P〉0．05）。（2）以电场强度120V／mm,脉冲次数3次处理猪卵母细胞的激活率66．67％（30／45）与60V／mm、80V／in／n、100V／mm的激活率40．98％（17／42）、44．11％（15／34）、46．19％（18／39）有显著差异（P〈0．05）,但与140V／mm、160V／mm的激活率63．89％（23／36）、64．10％（25／39）无显著差异（P〉0．05）。（3）以电场强度120V／mm,不同电脉冲次数进行激活。以2次电脉冲激活猪卵母细胞的激活率67．40％（31／46）与1次、3次电脉冲的激活率62．80％（27／43）、68．30％（28／41）无显著差异（P〉0．05）。（4）以电场强度120V／mm,2次电脉冲与10μmol／L离子霉素处理5min联合激活猪卵母细胞的激活率84．84％（29／33）与只用电场强度120V／mm,2次电脉冲的激活率67．64％（23／34）差异显著（P〈0．05）。实验结果表明：电场强度120V／mm,2次电脉冲与10μmol／L离子霉素处理5min联合处理激活能有效提高猪卵母细胞孤雌激活的激活率。     

应用氯化锶对小鼠卵母细胞孤雌活化的研究

目的　探讨小鼠卵母细胞孤雌激活的最佳作用条件。方法　将MⅡ期小鼠卵母细胞随机分为 2组 ,第一组 ,将小鼠卵母细胞分别放入 2、4、6、8、10mmol ml不同浓度的氯化锶激活液中 ,作用 6h ,观察激活率及囊胚发育率。第二组 ,将小鼠卵母细胞放入 10mmol ml氯化锶激活液中 ,分别作用 3、6、9h ,观察激活率及囊胚发育率。结果　第一组 ,激活率分别为 86 49%、82 6 1%、88 0 0 %、86 6 7%、81 18%。各组间差异无显著性。体内培养 72h回收囊胚 ,囊胚发育率分别为 0、31 42 %、43 33%、6 2 5 0 %、5 0 0 0 %。 6～ 10mmol mlSrCl2 激活液激活后囊胚发育率高于 0～ 4mmol ml(P <0 0 5 )。第二组 ,激活率分别为 82 86 %、89 6 1%、91.40 %。 72h囊胚发育率分别为 2 6 5 3 %、5 0 0 0 %、5 3 2 2 %。激活 6、9h的囊胚发育率高于激活 3h的囊胚发育率 (P <0 0 1)。结论　结果表明 ,6～ 10mmol ml的SrCl2 为卵母细胞孤雌活化的最佳作用浓度 ,6～ 9h的激活时间为最佳作用时间 ;表明SrCl2 的浓度和作用时间对小鼠卵母细胞的活化有显著的影响。     

小鼠电激活孤雌胚胎早期体内外发育能力的比较

目的探讨小鼠电激活孤雌胚胎的早期体内、外发育能力。方法 利用不同电脉冲参数和激活液对小鼠卵母细胞进行活化,观察激活后的小鼠孤雌胚体外发育状况和移植后的发育能力。结果非电解质激活液优于电解质液,脉冲强度、脉冲宽度和脉冲次数3个参数各自处于某一范围内时,他们之间存在某种相关性,降低其中1个参数可通过升高另外2个参数得到补偿,经筛选较适宜的电脉冲参数为：1.0 kV/cm、40μs、2 p,或者1.5kV/cm、30/μs、2 p,分别为74.65%和71.19%,体外囊胚发育率分别为43.40%和47.62%。电激活孤雌胚体外发育时序比正常胚胎慢,但囊胚细胞数与对照组差异不显著。它们经胚胎移植后,其中的一部分能够着床,但着床率仅为3.6%,极显著低于对照组（67%,P〈0.01）。结论电刺激能够较好地模拟正常受精过程激活小鼠卵母细胞,但激活后的多数小鼠孤雌胚胎着床能力较低,不能够顺利着床。     

小鼠卵激活过程中胞质游离Ca^2＋的变化及孤雌发育研究

乙醇和电刺激均可使小鼠ＭⅡ期卵母细胞激活并在体外孤雌发育至囊胚。小鼠卵对乙醇十分敏感。用７％－８％乙醇处理５ｍｉｎ后９５％以上的卵母细胞（卵龄为ＨＣＧ注射后１８－１９ｈ）内形成原核。３－４次电刺激后卵的激活率为６３．６３％。乙醇刺激可诱导卵内游离Ｃａ＾２＋浓度出现多次升高;单一电刺激仅能诱导卵内游离Ｃａ＾２＋浓度出现１次升高;多次电刺激可诱导卵内游离Ｃａ＾２＋浓度多次升高,而且电刺激次数与Ｃａ＾２     

马卵母细胞体外成熟的初步研究

采用抽吸法和切割法两种采卵方法收集马卵母细胞,显示采用切割法的卵母细胞回收率为83%,高于抽吸法的回收率46.5%(P＜0.05),在卵母细胞的成熟上,使用M199和DMEM/F12两种培养液为基础液的成熟体系,紧凑型(Cp)COCs和扩展型(Ex)COCs在以M199为基础液和以DMEM/F12为基础液的培养液中的卵母细胞成熟率分别为41.7%和64.7%、46.7%和66.7%,差异不显著(P＞0.05).两种培养体系中成熟的Cp COCs采用Ionomycin与6-DMAP和CHX联合激活,在以M199和以DMEM/F12为基础液的培养液中成熟的卵母细胞的卵裂率分别为45%和57.1%,差异不明显(P＞0.05).     

兔体细胞核移植的初步研究

实验以兔胎儿成纤维细胞为核供体,对兔体细胞核移植技术的融合,激活和发育等环节进行了初步研究。实验通过比较不同电场强度对兔2细胞胚胎卵裂球融合以及卵母细胞激活的影响,证实200和260V/mm的电场强度可有效地诱导2细胞胚胎的融合和兔卵母细胞的孤雌激活。然后将200和260V／mm电场强度用于体细胞核移植,融合率分别为44．4％和48．4％,卵裂率分别为58．8％和53．8％,桑椹胚／囊胚发育率分别为5．9％和5．5%。但112枚核移植胚胎移植到5只受体后没有幼子出生。结果表明,实验中所建立的程序至少可以支持兔体细胞克隆胚胎的早期发育。     

绵羊胞内单精子注射技术

本文的主要目标是建立绵羊胞内单精子注射技术(intracyioplasmic sperm injection,ICSI)。并且尝试了ICSI技术生产绵羊转基因胚胎的可能性。实验1比较了绵羊卵母细胞孤雌激活的3种化学方法。结果显示,Ionomvcin/3 h/6-dimethylaminopurine(6-DMAP)和Ionomycin激活胚的卵裂率(71.7%和91.8%)和囊胚率(17.4%和11%)显著(P<0.01)高于Ca~(2+)激活胚(18.4%和0)。Ionomycin/3 h/6-DMAP激活胚的囊胚发育形态和比例相对较高。实验2中,活精子注射至卵母细胞质后,用Ionomycin/3 h/6-DMAP激活,排出第二极体(PB2)的71枚ICSI胚胎用SOFaaBSA溶液培养,卵裂率为71.8%(51/71),显著(P<0.01)高于体外受精(41.4%,IVF)和阴性对照胚胎(30.2%,sham-ICSI)。培养7天后,sham-ICSI组没有囊胚生成;ICSI和IVF胚胎的囊胚率分别为7.0%(5/71)和16.1%(9/56),两者差异不显著(P>0.05)。这些ICSI囊胚在冷冻前后均能孵化,显示初步建立了绵羊ICSI技术。另外,我们探索了ICSI技术生产转基因胚胎的可能性,-20℃冻融1次的死精子与pEGFP-N1质粒共注射,33枚2-细胞期ICSI胚胎中,2枚可见GFP蛋白。其中1枚停止发育,另外1枚继续发育至16-细胞期,仍然可见GFP基因的表达。4枚解冻的ICSI囊胚手术移植给2只发情同期化受体绵羊,60天时,B超未见怀孕。本文初步结果表明,ICSI技术生产转基因绵羊有可能性,需深入研究。     

骨髓间充质干细胞条件培养液对小鼠卵母细胞的孤雌激活作用

目的研究骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cell,MSC)条件培养液对小鼠MII卵母细胞的孤雌激活作用及胚胎发育能力。方法分离、培养小鼠MSC,获取MSC条件培养液(conditioned medium of MSC,CM)。通过促排技术获取小鼠MII卵母细胞,分别采用CM、7%乙醇、IVF方法激活,体视显微镜下观察原核形成及囊胚形成率。在CM激活后不同时间点,利用α/β-tubulin抗体标记纺锤体,激光共聚焦显微镜下观察有/无细胞松弛素B(CB)存在时纺锤体的运动变化。结果 CM可以激活小鼠MII卵母细胞,最佳刺激时间为40min,激活率达到95.4%,囊胚形成率为62%,与7%乙醇组比较无显著差异,但明显低于IVF组(95.4%vs.100%;62%vs.88%,P0.01)。CB可以抑制纺锤体的旋转,阻止第二极体的排出,促进二倍体孤雌胚形成,提高囊胚形成率(62%vs.9%,P0.01)。结论 CM能有效激活小鼠MII卵母细胞并促进孤雌发育。     

电刺激家兔卵母细胞孤雌活化的研究

采用电刺激使家兔卵母细胞孤雌活化,并对电刺激参数和电刺激介质进行选择,发现在电刺激电压为1.5kV/cm,脉冲持续时间为80us,电刺激3次,电刺激介质为M16的条件下,兔卵母细胞孤雌活化效果最好,可使95％的兔卵母细胞激活,体外培养有89.5％的激活卵发育到正常的8—16细胞期,12％的激活卵发育到囊胚,在体内培养的条件下,26％的激活卵发育到囊胚。采用不同的电刺激介质,卵母细胞最佳激活条件和发育情况不同,表明电刺激介质中Ca~(++)和Mg~(++)浓度似乎与卵母细胞的孤雌活化和维持早期发育有关。家兔在注射LH后17—19小时取卵,电刺激效果最好,激活卵在含细胞松弛素B的培养基中培养3小时,电镜观察已有原核形成,细胞膜附近的细胞器向中央移动。光镜检查表明:约有85％的激活卵具有二个原核,约15％的激活卵有四个原核。     

钙离子和冈田酸对亚胺环己酮诱导小鼠卵子孤雌激活的影响

哺乳动物卵母细胞在排卵后停滞在第二次减数分裂中期,受精和多种物理或是化学刺激可以克服这一阻滞使卵母细胞活化。蛋白合成抑制剂亚胺环己酮可以诱导小鼠卵母细胞发生孤雌活化,但其机制尚未完全阐明。以前的研究提示亚胺环己酮可能是通过抑制蛋白激酶MOS的合成来发挥孤雌激活的作用的。本实验发现,CHX诱导的卵母细胞孤雌活化是Ca^2 依赖性,其效率可被钙离子载体A23187大大提高,免疫蛋白印迹结果表明,卵母细胞孤雌活化后MAPK发生去磷酸化。蛋白磷酸酶抑制剂冈田酸可以克服CHX＋A23187对小鼠放母细胞活化作用,并且部分阻止MAPK去磷酸化。以上结果表明,抑制MOS的合成并非CHX诱导的孤雌活化过程的惟一原因,并且蛋白磷酸酶抑制剂可以阻断这一激活事件。     

6-DMAP对小鼠卵母细胞减数分裂启动及孤雌发育作用

小鼠卵泡卵母细胞体外培养过程中加入2 mmol/L 6-DMAP可抑制卵母细胞自发的染色质浓缩和生发泡破裂(GVBD)。源自超排的MⅡ期卵母细胞则能为6-DMAP所激活。hCG注射后18—19h的卵母细胞置于2 mmol/L6-DMAP的CZB溶液中培养0.5 h、1h、2h、3h,卵母细胞的激活率分别为26.1%、75.2%、75.8%、77.3%、;卵裂率分别为88.2%、73.2%、67.0%、58.4%。与乙醇激活法相比,6-DMAP处理引起了不同的孤雌激活类型。     

小鼠卵激活过程中胞质游离Ca~(2 )的变化及孤雌发育研究

乙醇和电刺激均可使小鼠MⅡ期卵母细胞激活并在体外孤雌发育至囊胚。小鼠卵对乙醇十分敏感。用7%—8%乙醇处理5min后95%以上的卵母细胞(卵龄为HCG注射后18—19h)内形成原核。3—4次电刺激后卵的激活率为71.58%;仅刺激1次卵的激活率为63.63%。乙醇刺激可诱导卵内游离Ca~(2 )浓度出现多次升高;单一电刺激仅能诱导卵内游离Ca~(2 )浓度出现1次升高;多次电刺激可诱导卵内游离Ca~(2 )浓度多次升高,而且电刺激次数与Ca~(2 )浓度升高成一一对应关系。对于电刺激,介质中足够量的Ca~(2 )对卵激活至关重要。在无Ca~(2 )的介质中,电刺激很难使卵激活。正常受精刺激诱导卵内游离Ca~(2 )浓度出现多次有规律的升高。实验结果表明,卵母细胞激活过程中胞质游离Ca~(2 )浓度重复多次升高可促使卵母细胞恢复成熟分裂。     

小鼠孤雌胚胎干细胞系的建立及生物学特性鉴定

目的:探讨建立合适的小鼠孤雌胚胎干细胞建系方法。方法:采用氯化锶联合细胞松弛素B激活B6D2F1杂交小鼠卵母细胞,所获得的囊胚与桑椹胚分别用于孤雌胚胎干细胞的建系,观察两者的建系成功率。结果:共建立了12株小鼠孤雌胚胎干细胞系,这些细胞SSEA-1抗原阳性,SSEA-4,TRA-1-81,TRA-1-60表面抗原阴性,具有AKP活性,保持正常染色体核型,体内外分化分别形成畸胎瘤和拟胚体。结论:采用囊胚和去透明带的桑葚胚建立孤雌胚胎干细胞系获得成功。该方法为人类纯合子的胚胎干细胞建系提供基础,在自体细胞治疗领域中具有潜在的应用价值。     

化学激活和季节对克隆猪出生率的影响

为了解化学激活对克隆猪出生效率的影响, 研究了体外成熟的猪卵母细胞被激活恢复减数分裂到克隆猪出生的整个过程. 首先研究了电激活(Ele), Ele+CHX+CB和Ele+6-DMAP 3种激活方法对猪卵母细胞孤雌激活(parthenogenetic, PA)和核移植(nuclear transfer, NT)重构胚体外发育的影响. 比较了Ele或Ele+CHX+CB激活方法对克隆猪出生效率的影响. 实验中单独列出了PA胚的扩张囊胚率或NT优质囊胚率来代表囊胚的质量. 结果表明: 化学联合激活提高了PA的囊胚率和扩张囊胚率, 但对PA胚的卵裂率和囊胚细胞数没有显著影响(P>0.05). Ele+6-DMAP对PA胚的囊胚率和扩张囊胚率有显著提高(P<0.05), 但对NT胚的囊胚率和优质囊胚率没有提高甚至降低了NT胚的发育. Ele+CHX+CB虽然提高了NT胚的囊胚率(P<0.05), 但对优质囊胚率没有影响. Ele+CHX+CB激活方法使克隆猪出生率有所提高但不显著. 本文还研究了季节对猪孤雌发育和克隆猪出生率的影响. 结果表明, 春季收集的猪卵母细胞使用3种激活方法卵母细胞的孤雌囊胚率均高于冬季收集的猪卵母细胞的囊胚率. 春季和冬季进行移植, 克隆猪出生率没有区别. 综上, 在PA中获得的结果与NT胚中获得的结果不一定完全匹配, 说明孤雌激活和重构胚的激活机制还是有区别的. 化学联合激活虽然能提高囊胚率, 但它的作用相当于降低囊胚形成的门槛, 却不是从本质上改变囊胚发育能力, 因此不能显著提高克隆猪出生效率. 春季收集的卵母细胞在体外培养中的发育能力好于冬季收集的卵母细胞, 但季节对克隆猪出生率没有显著影响.     

6—DMAP对小鼠卵母细胞减数分裂启动及孤雌发育作用

小鼠卵泡卵母细胞体外培养过程中加入２ｍｍｏｌ／Ｌ６－ＤＭＡＰ可抑制卵母细胞自发的染色持浓缩和生发泡破裂（ＧＶＢＤ）。源自超排的ＭⅡ期卵母细胞则能为６－ＤＭＡＰ所激活。ｈＣＧ注射后１８－１９ｈ的卵母细胞置于２ｍｍｏｌ／Ｌ６－ＤＭＡＰ的ＣＺＢ溶液中培养０．５ｈ、１ｈ、２ｈ、３ｈ,卵母细胞的激活率分别为２６．１％、７５．２％、７５．８％、７７．３％、卵裂率分别为８８．２％、７３．２％、６７．０％、５８．