激光微束对哺乳动物早期胚胎选择性破坏后存活的研究

应用显微操作技术,证实哺乳动物早期胚胎至少在发育到8-细胞期时,每个卵裂球仍然是全能的,即还没有开始分化。近年来有Tarkowski等的卵裂球分离实验;Kelly的卵裂球重聚合实验以及最近Willadsen的羊胚卵裂球分离实验等。激光是一种比较新型的光源,主要产生单色的平行的相干辐射光束,具有相当人的能量密度。根据激光的特性已经把通过光学显微镜聚焦产生的激光微束来代替常规的显微外科技术。Daniel等曾使用激光显微照射技术选择性地破坏2-细胞兔胚的特定的卵裂球,证明这种操作不会影响另一未损伤卵裂球的继续分裂和发育。说明这一技术有助于克服显微操作所产生的机械损伤的缺点。     

应用激光扫描共聚焦显微镜FRAP技术研究兔早期胚胎发育中细胞间隙连接介导通讯

本研究应用激光扫描共聚焦显微镜的光漂白恢复技术(FRAP)分析兔早期胚胎卵裂球之间通过间隙连接介导的细胞通讯(GJIC)。研究结果发现,用强激光分别将4-细胞期胚胎、异裂胚胎和8-细胞期胚胎的一个卵裂球荧光光漂白后,经过15分钟的荧光恢复,4-细胞期胚胎的光漂白恢复率为17.8％,异裂胚胎的光漂白恢复率为23.7％,二者之间没有明显的差异;8-细胞期胚胎的光漂白恢复率为78.2％,与前二者之间存在明显的差异。推测兔早期胚胎卵裂球细胞间隙连接建立的时间在8-细胞阶段,胚胎卵裂球间隙连接通讯可能是兔胚胎正常发育的重要条件。     

使用激光微束研究哺乳动物早期胚胎分化

近年来，一些研究者用显微操作方法证实， 哺乳动物早期胚胎至少直至8一细胞期，每个卵 裂球仍然是全能的，即还没有开始分化。1965 年Daniel用激光微束照射破坏2一细胞期兔胚中 一个卵裂球后，另一卵裂球在培养条件下发育 至桑堪胚期。此外，还有Tarkowski和Wroblewska (1967）的卵裂球分离实验，Mintz (1965) 卵裂球重聚合实验以及最近Willadsen (1979) 羊胚卵裂球分离实验等。     

应用FRAP技术分析小鼠嵌合体和正常胚胎发育中细胞间隙连接介导通讯

应用激光扫描共聚焦显微镜的光漂白恢复(fluorescence redistribution after photobleaching,FRAP)技术分析小鼠嵌合体胚胎和正常胚胎的卵裂球之间细胞间隙连接介导通讯(gap junctional inter-cellular communica-tion,GJIC),结果发现:8-细胞期嵌合体胚胎的光漂白恢复率(24.3%)明显低于正常胚胎(64.2%),提示GJIC的降低可能是影响嵌合体胚胎发育率降低的因素之一;囊胚的光漂白恢复率也较低(22.7%),提示随着细胞分化,GJIC的水平有所降低。     

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     

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.     

小鼠胚胎致密化起始的调控机制

植入前小鼠胚胎的发育事件包括第一次卵裂、胚胎基因组激活、桑椹胚致密、囊胚形成。小鼠受精卵胚胎的致密化发生在8-细胞阶段晚期, 致密过程中, 胚胎卵裂球本身以及卵裂球之间发生了一系列的变化。这些变化包括卵裂球微绒毛以及胞质成分的极性化分布, 卵裂球之间形成特殊的胞间连接。致密化是哺乳动物胚胎发育过程中的第一个细胞分化事件, 即导致了内细胞团以及滋养外胚层的产生。植入后, 内细胞团将发育成为胚体, 滋养外胚层将发育成为胎盘等胚外组织。细胞粘附分子E-cadherin介导的胞间粘附起始了致密化。卵裂球发生粘附所需的组分在致密前已经存在, 但是直至8-细胞阶段晚期连接复合体才表现出明显的粘附活性。敲除E-cadherin基因, 发现母源性的E-cadherin足以介导致密。E-cadherin介导的胞间粘附是细胞粘附的第一步。文章综述了E-cadherin介导胞间粘附的具体过程以及蛋白激酶C(Protein kinase C, PKC)调控该过程的相关 机制。     

激光辅助制作小鼠嵌合体胚胎的研究

目的：探索激光辅助体外制作小鼠嵌合体胚胎的方法。方法：激光辅助去除不同发育阶段体外受精胚胎的透明带,随机组合卵裂球体外培养,观察胚胎融合情况。结果：没有透明带的卵裂球体外能够“自发”融合,并且融合胚胎在体外培养环境中,能够发育至囊胚期,显微镜观察其形态基本与二倍体胚胎无差别。结论：激光辅助方法获得裸露的卵裂球能够在体外培养环境制作嵌合体胚胎。     

激光照射对中华大蟾蜍早期胚胎染色体的影响

应用YAG倍频激光器对中华大蟾蜍四细胞期胚胎进行照射,观察胚胎的生长、发育,并对激光照射致畸的胚胎在尾芽期用压片法进行染色体分析。实验结果表明：激光照射后正常的胚胎其染色体无变化,激光照射致畸的胚胎其染色体有丢失和加倍等变化。     

山羊(Capra hircus)重构胚与再重构胚早期发育的研究

选择山羊8细胞期到桑椹胚期的正常胚胎或重构胚的卵裂球,或选择胚泡期胚胎的内细胞团细胞作为供核,并以LRH注射后26—28h的去核成熟卵球作为受体,制备重构胚或再重构胚,琼脂糖包埋,植入山羊输卵管内,体内培养4—6天发育结果表明:不同发育时期(8细胞期至胚泡期)的正常胚胎细胞核或重构胚细胞核中,至少有部分细胞核均保留着发育的全能性,这些细胞核在母系基因表达产物的调控下,实现重新编程,启动并完成正常发育的全过程。     

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.     

利用IVF废弃胚胎为核移植受体构建人体细胞克隆胚胎

目的：探讨利用IVF废弃胚胎构建人体细胞克隆胚胎的发育潜能及其在人治疗性克隆应用的可能性。方法：收集2008年7-12月在广州医学院第三附属医院进行体外受精-胚胎移植周期中的多精受精胚胎和MII期体外受精失败卵母细胞,运用显微操作技术构建人体细胞克隆胚胎,观察胚胎发育情况。结果：多精受精胚胎为核移植受体的克隆胚胎能够发育到8-细胞期,受精失败MII期卵母细胞为核移植受体的克隆胚胎能够激活,但不能够卵裂。两种IVF废弃的胚胎构建的人体细胞克隆胚胎在去核成功率,注核成功率上无显著差异（P＆gt;0.05）,但卵裂率和8细胞率上具有显著差异（P＆lt;0.05）。结论：多精受精胚胎比MII期体外受精失败卵母细胞更适合作为人核移植受体细胞。     

牛体外受精胚胎的基因组甲基化模式

利用抗5-甲基胞嘧啶(5MeC)抗体免疫荧光法检测了体外成熟(IVM)、体外受精(IVF)和体外培养(IVC)的牛合子及早期胚胎的基因组甲基化模式. 实验结果表明: 有61.5%的合子发生了雄原核去甲基化, 而34.6%的合子没有发生去甲基化; 当胚胎发育到8-细胞时, 甲基化水平明显下降, 且一直到桑椹胚期仍维持低甲基化状态, 但同一枚胚胎的不同卵裂球之间甲基化水平不同; 在囊胚期, 内细胞团细胞的甲基化水平很低, 而滋养层细胞的甲基化水平却很高. 本研究结果至少部分地提示, IVM/IVF/IVC可能对牛合子及早期胚胎的甲基化模式有一定影响.     

小鼠精子注入兔卵母细胞受精研究

利用显微操作仪将小鼠精子注入家兔卵母细胞的胞质内和透明带下,对鼠兔异种精卵互作和异种受精胚胎的发育进行了研究,并对注射精子的数量及卵的体外成熟时间等影响鼠兔异种显微受精的因素进行了探讨,结果如下:(1)将小鼠精子分别注入兔卵胞质内和透明带下,均能激活兔卵母细胞,导致精核解聚和原核形成;(2)小鼠精子注入兔卵胞质内和透明带下受精,杂种胚胎体外培养能发育到8-细胞期;(3)鼠兔异种受精4-细胞胚胎染色体标本制备观察结果表明,它们为正常二倍体;(4)鼠兔异种受精4-细胞胚胎的超微结构观察结果表明,它们极近似兔正常4-细胞胚胎的超微结构;(5)将小鼠精子注入兔卵透明带下,注射5—10个精子组卵的受精率(32.4%)和卵裂率(16.2%)均高于注射单个精子组的,但二组间差异不显著(P>0.05);DM 15%NCS液中体外成熟培养11—12h兔卵透明带下注入1—2个小鼠精子后的受精率(42.3%)和卵裂率(30.8%)均高于体外成熟培养24—25h组的,但二组间差异未达到显著水平(P>0.05)。     

山羊（Capra hircus）重构胚与再重构胚早期发育的研究

选择山羊９细胞期到桑椹胚期的正常胚胎或重构胚的卵裂球,或选择胚泡期胚胎的内细胞团细胞作为供核,并以ＬＲＨ注射后２６－２８ｈ的去核成熟卵球作为受体,制备重构胚或再重构胚,琼脂糖包埋,植入山羊输卵管内,体内培养４－６天发育结果表明：不同发育时期（８细胞期至胚泡期）的正常胚胎细胞核或重构胚细胞核中,至少有部分细胞核均保留着发育的全能性;这些细胞核在母系基因表达产物的调控下,实现＝重新编程,启动并完成正常     

施氏獭蛤融合卯裂及其胚胎发育过程观察

对施氏獭蛤胚胎发育过程进行了观察,结果显示:(1)与其他双壳类相似,施氏獭蛤胚胎发育过程可以分为卵裂期、囊胚期、原肠期、担轮幼虫期和面盘幼虫期;(2)在卵裂阶段,施氏獭蛤的卵裂方式完全不同于其他动物;施氏獭蛤卵子发育到第一次成熟分裂前期(胚泡破裂前)即有受精能力,但卵子受精后未观察到极体排出的现象,而是有多核受精卵产生;在以后的卵裂过程中,受精卵没有进行其他动物的经裂或纬裂,而是以一种独特的、复杂的分裂方式--融合卵裂进行卵裂,即:二细胞、叫细胞、八细胞进行下一次卵裂之前,细胞核逐渐消失,分裂球逐渐融合成一个细胞,一段时间后在细胞中央逐渐出现数量加倍的细胞核,细胞核逐渐向外周移动,最后一次性地分裂出数量加倍的分裂球.     

Molecular Cell | 首次揭示SCNT胚胎早期发育过程中Cohesin对初级合子基因组激活相关基因表达的阻碍

体细胞核移植(somatic cell nuclear transfer，SCNT)技术可将体细胞重编程为全能细胞，但研究人员对这一过程中染色体3D构象的重塑却知之甚少。清华大学生命科学学院颉伟研究组与华中农业大学动科动医学院苗义良研究组通过少量细胞全基因组染色质构象捕获技术(sisHi-C)检测了小鼠SCNT胚胎和体外受精(in vitro fertilization, IVF)胚胎卵裂期染色体构象变化(2020年6月23日在线发表，doi:10.1016/j.molcel.2020.06.001)。研究发现胚胎在卵裂期发育过程中拓扑相关结构域(topologically associating domain, TADs)相较其供体细胞或MII卵显著减弱，但SCNT胚胎在1-细胞期TADs明显强于相应时期的体外受精胚胎，2-细胞期之后两种胚胎TADs的变化趋同，2-细胞期之后TADs减弱，至8-细胞期TADs重新增强。研究人员进一步在1-细胞期敲低了TADs关键蛋白Cohesin (黏连蛋白)，发现Cohesin敲低的SCNT胚胎1-细胞期TADs和对照组相比明显减弱，胚胎发育至囊胚的比例显著增加。转录组测序发现Cohesin敲低后的染色体构象变化促进了初级合子基因组激活相关基因的表达，从而促进了SCNT胚胎的体外发育。该研究结果表明染色体构象的异常可能是SCNT胚胎发育能力较IVF胚胎低的重要原因，为提高SCNT胚胎发育能力提供了新思路。     

MDA-DHPLC技术在PGS中的应用

目的:评估丙二醛变性高效液相色谱法在胚胎移植过程中的临床价值。方法:收集我院生殖中心2010年2月~2012年3间未做移植的废弃胚胎,由D2胚胎培养到D3胚胎期,提取遗传物质并进行PRC扩增,采用高形态学评分的D3作为对照,高效液相色谱法测定遗传DNA过氧化产物丙二醛(MDA)的含量。结果:多核Ⅰ组D2期卵裂球核≥2个,共24枚胚胎,DNA过氧化产物丙二醛(MDA)的含量5.32±0.19μmol/L,对比正常胚胎0.67±0.08μmol/l有显著差异(P0.05)。多核Ⅱ组D2期卵裂球核=2,共19枚胚胎,MDA的含量4.12±0.22μmol/L,对比正常胚胎0.67±0.08μmol/l有显著差异(P0.05)。Ⅰ组与Ⅱ组间没有统计学差异。然而,空泡胚胎与非空泡胚胎之间MDA并没有差异。结论:多核D2期胚胎培养到D3期会产生很高异常率,因此临床上应减少使用此种进行移植。     

N2分子激光泵浦染料激光对小鼠NK细胞活性和肿瘤生长的影响

N_2分子激光泵浦染料激光(简称N_2染料激光)照射正常小鼠脾区后检测脾指数及脾细胞NK活性(比色沉淀法)的变化。发现600nm波长的激光照射能积显著提高脾指数,增强NK细胞活性,570nm、530nm波长亦能增强NK活性,500nm时则起显著抑制作用,570nm波长对脾指数无影响,而530nm、500nm则极显著降低脾指数。接种艾氏腹水癌(EAG)的荷瘤小鼠经激光照射9、11、13天后瘤重显著减小,且荷瘤后增大的脾脏亦得以显著减小,NK活性显著增强。说明适当功率和适当照射时间的激光影响机体免疫功能是防治肿瘤的途径之一。     

人体胚胎发育概况与新进展（二）：人胚早期发育

第1—8周是人胚早期发育阶段,又称胚期。在这个时期,受精卵经过分裂,增殖和分化,形成桑椹胚、胚泡,进而分化形成内、中、外三胚层,胚胎变成圆柱形及主要器官系统的雏形。另外,此期的胚胎发育对环境的影响十分敏感,在某些有害因素(如病毒、药物等)的作用下较易发生先天性畸形。第1周卵裂、胚泡形成与植入受精卵从输卵管向子宫方向的运行中,不断进行分裂、增殖的过程称为卵裂,卵裂产生的细胞称卵裂球。第一次卵裂是在受精后的30小时左右发生,以后每10几小时卵裂一次,第3天时形成一个由12—16个卵裂球构成的实心胚,称桑椹胚。桑椹胚继续细胞分裂并由