DNA甲基化和組蛋白乙?；瘜?duì)小鼠植入前胚胎發(fā)育能力影響的研究.pdf

1、小鼠不同種類(lèi)植入前胚胎發(fā)育能力不同，造成這種發(fā)育能力差異的原因很多，精子、供核細(xì)胞質(zhì)量、體內(nèi)外發(fā)育環(huán)境等都會(huì)影響胚胎發(fā)育。與發(fā)育相關(guān)基因的順利表達(dá)，可以保障胚胎的正常發(fā)育?；蜣D(zhuǎn)錄表達(dá)的程度不同，將會(huì)影響正常的相關(guān)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物生成，這種基因轉(zhuǎn)錄表達(dá)的差異，可能是由于胚胎表觀遺傳模式存在差異造成的。作為表觀遺傳模式中較為重要的兩種修飾方式，DNA甲基化和組蛋白乙?；恼Ｐ揎棇?duì)胚胎生長(zhǎng)發(fā)育起到關(guān)鍵性的作用。不同種類(lèi)的基因表達(dá)差異構(gòu)成了細(xì)胞分化

2、與生物進(jìn)化的基礎(chǔ)。組蛋白去乙?；徒M蛋白乙酰化通過(guò)啟動(dòng)子的開(kāi)閉作用，達(dá)到促進(jìn)或者抑制基因轉(zhuǎn)錄的目的。組蛋白乙?；D(zhuǎn)移酶(Histone acetyltransferase，HAT)租組蛋白去乙?；?Histone deacetylase，HDAC)在調(diào)控組蛋白修飾過(guò)程中，通過(guò)使乙?；?Acetylation，ac)與去乙?；?Deacetylation，dac)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡來(lái)進(jìn)一步影響染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其生化機(jī)制，進(jìn)而影響基因表達(dá)。本實(shí)驗(yàn)

3、以自然胚為對(duì)照組，孤雌胚、體外培養(yǎng)胚、MEF克隆胚胎和iPS克隆胚胎為研究對(duì)象，探究DNA甲基化水平、H3K9乙?；揭约癏3K27乙酰化水平對(duì)胚胎發(fā)育的影響。同時(shí)通過(guò)使用藥物TSA，探討TSA處理前后胚胎的乙?；皆谌藶楦淖兣囵B(yǎng)環(huán)境的條件下是否可以發(fā)生改變，從而達(dá)到修正異常的表觀遺傳模式，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)提高胚胎發(fā)育能力的目的。我們研究結(jié)果顯示:
　　1.植入前不同時(shí)期的孤雌胚胎，其H3K9乙酰化水平比體內(nèi)胚高。高水平的乙酰化修飾

4、可能使本來(lái)應(yīng)該沉默的基因啟動(dòng)子發(fā)生超乙?；斐苫虍惓１磉_(dá)從而導(dǎo)致胚胎發(fā)育潛能下降，這或許是影響孤雌胚胎發(fā)育能力不高的關(guān)鍵因素之一;
　　2.同品系的小鼠中，iPS細(xì)胞作為核供體獲得的克隆胚胎發(fā)育能力比以MEF細(xì)胞作為核供體獲得的克隆胚胎高，這可能是由于iPS細(xì)胞分化程度較低，易于被細(xì)胞核重編程;
　　3.以iPS作為供核細(xì)胞的不同克隆胚胎中，C57系和昆明白系小鼠的發(fā)育能力高于iCR系小鼠。這可能是由于iPS細(xì)胞來(lái)源于C

5、57品系小鼠，不同品系的小鼠中存在著親緣差異，影響胚胎中基因的轉(zhuǎn)錄，進(jìn)而影響胚胎的正常發(fā)育。
　　4.不同的培養(yǎng)體系中，克隆胚胎的發(fā)育能力之間存在著差異。G1/G2培養(yǎng)基有利于克隆胚胎的生長(zhǎng)發(fā)育，CZB/CZBG次之，M2/M16培養(yǎng)系統(tǒng)中胚胎發(fā)育能力最差。G1/G2培養(yǎng)基有利于克隆胚胎的生長(zhǎng)發(fā)育，可能是由于通過(guò)激活胚胎相應(yīng)的基因發(fā)生轉(zhuǎn)錄而不是抑制相關(guān)凋亡基因來(lái)促進(jìn)胚胎的生長(zhǎng)發(fā)育的。
　　5.在原核期，不同類(lèi)型的胚胎H3K9

6、乙?；骄^低。除孤雌胚組外，MEF克隆胚、iPS克隆胚與體內(nèi)胚的H3K9乙?；皆?-細(xì)胞期都有所升高。這可能是由于克隆胚胎在原核期母源基因高表達(dá)，父源基因基本不表達(dá)所致，而到2-細(xì)胞期，父源母源基因都表達(dá)，胚胎中的相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子發(fā)生基因重編程，進(jìn)而影響胚胎的表觀遺傳模式。
　　6.MEF克隆胚和iPS克隆胚在2-細(xì)胞期的H3K27乙?；脚c正常胚相比存在著差異(P＜0.05），iPS克隆胚H3K27乙?；阶畹?0.09

7、67±0.01282)，MEF克隆胚H3K27乙?；酱沃?。這可能是由于與克隆胚H3K27位點(diǎn)乙?；南嚓P(guān)基因在2-細(xì)胞期時(shí)，因?yàn)楹献踊蚪M(ZGA)大量激活的緣故，短期內(nèi)造成大量的促凋亡基因積累，使胚胎發(fā)育潛能下降。這也許是造成這兩種克隆胚胎發(fā)育能力下降的因素之一。
　　7.異常的DNA甲基化水平不利于胚胎發(fā)育，孤雌胚、MEF克隆胚和iPS克隆胚在2-細(xì)胞期的DNA甲基化水平過(guò)高，導(dǎo)致早期胚胎發(fā)育異常，進(jìn)而影響后期胚胎的正常發(fā)

8、育。DNA甲基化水平異?？赡苁怯捎诳寺∨叩闹鼐幊踢^(guò)程中，基因轉(zhuǎn)錄發(fā)生異常，進(jìn)而影響甲硫氨酸循環(huán)相關(guān)酶的活性發(fā)生改變，最終導(dǎo)致甲硫氨酸的合成減少，DNA甲基化的供體缺失，因而不能為正常的DNA甲基化的形成過(guò)程提供應(yīng)有的甲基，進(jìn)一步影響DNA甲基化水平。
　　8.藥物TSA處理后，孤雌胚的發(fā)育能力得到提高?？赡苁荰SA部分改善了由于胚胎對(duì)體外培養(yǎng)環(huán)境的不良所帶來(lái)的影響，當(dāng)然TSA提高H3K9乙酰化的水平可能也并不完全是通過(guò)K9這個(gè)位點(diǎn)