组蛋白H3K27三甲基化和乙酰化调控小鼠胚胎发育能力的研究

【摘要】组蛋白H3K27位点的三甲基化被认为是转录抑制的标志,而H3K27乙酰化作用则能够促进基因的转录,同一位点发生的这两种表观修饰具有不同的作用,对胚胎发育有着什么重要的意义呢,为了研究表观遗传模式对孤雌胚胎发育能力的影响,考察小鼠MⅡ期卵母细胞孤雌激活得到的植入前各时期孤雌激活胚胎的H3K27三甲基化和乙酰化模式与体内胚胎的差异,尝试对异常的表观遗传模式进行修正,以期探索抑制剂处理后对孤雌胚胎这两种表观遗传模式的影响,从而提高孤雌激活胚胎植入前各时期的发育能力及后期的着床能力。因此,本研究对4-6周的成年昆明雌性小白鼠注射孕马血清激素(pregnantmareserumgonadotrophin,PMSG)和人绒毛膜促性腺激素(humanchorionicgonadotropin,hCG)进行超排后合笼,并根据胚胎的发育时程在不同时期采用体内冲胚的方式获得体内各时期胚胎；超排处理后不进行合笼处理,利用SrCl2激活小鼠MⅡ期卵母细胞,获得植入前各时期的孤雌激活胚胎,并统计各时期的胚胎发育率；采用间接免疫荧光的方法在激光扫描共聚焦显微镜下检测各类胚胎各时期组蛋白H3K27三甲基化和乙酰化模式,并比较孤雌胚与体内正常组各时期胚胎表观遗传模式的差异；尝试对孤雌胚表观遗传模式的差异进行修复,我们又采用了曲古抑菌素A(Trichostatin,TSA)及5-氮杂胞苷(5-azacytidine,5-AzaC)两种抑制剂分别对孤雌激活原核时期的胚胎进行不同的处理,然后检测各时期孤雌激活胚胎组蛋白H3K27三甲基化模式和H3K27乙酰化模式的变化以及与未处理组之间的差异,并尝试用这两种抑制剂处理对异常的模式的修正,我们得出以下结论：1.从1-细胞时期到囊胚时期,体内各时期胚胎组蛋白H3K27乙酰化模式总趋势先降低后升高,2-细胞-8-细胞时期荧光强度值较低,尤其是2-细胞时期最低(0.04+0.002),而囊胚期有最高荧光强度值(0.25±0.005)。与体内组相比,孤雌激活组各时期组蛋白H3K27乙酰化模式与体内组有较大差异,1-细胞到8-细胞的前四个时期的荧光强度值比体内组都要高,而桑囊胚两个时期比体内组低,但是总体趋势在前期与体内组相似；除了原核和桑葚胚两个时期没有显著性差异外,其他各时期与体内组都有显著性差异(P<0.05),尤其是在2-细胞(0.12±0.007vs.0.04±0.002)和囊胚(0.12±0.006vs.0.25±0.005)两个时期,具有极显著性差异(P<0.01)。通过本实验我们知道孤雌激活胚胎各时期组蛋白H3K27乙酰化模式与体内正常组之间有差异,这种差异可能是造成孤雌激活胚胎发育能力差的原因之2.MⅡ期卵母细胞组蛋白H3K27三甲基化水平较低；植入前各时期体内正常胚胎组蛋白H3K27三甲基化模式呈现逐渐降低的趋势,囊胚期荧光强度值降到最低(0.021±0.004)。与体内组相比,孤雌激活植入前各时期胚胎的H3K27三甲基化模式与体内各时期差异较大,总体的转录水平比体内组要低得多,且在囊胚期有最强荧光值(0.015±0.002)；从2-细胞到囊胚期逐渐升高的趋势与体内组也完全相反,除了囊胚期与体内组没有显著性差异外其他各时期与体内组的H3K27三甲基化的荧光强度值都有显著性差异(P<0.05)。通过本实验我们知道孤雌激活胚胎各时期组蛋白H3K27三甲基化模式与体内正常组之间有较大差异,这种差异可能是造成孤雌激活胚胎发育能力差的原因之一。3.TSA处理对H3K27三甲基化模式造成了一定的影响,处理组和未处理组在前三个时期虽然没有显著性差异,但是处理之后的H3K27三甲基化总体水平有所升高,最后的囊胚期与未处理组相比有显著性差异,对体外培养的环境有了一定的改善；5-azacytidine能使孤雌激活各时期胚胎组蛋白H3K27乙酰化水平升高,尤其是囊胚阶段,异常的乙酰化水平在一定程度上得到了修复,可能对与胎盘发育相关基因的表达有促进的作用,对提高孤雌胚胎的发育能力和着床能力具有一定的意义。培养条件和环境的改变对孤雌胚表观修饰的改变有了一定的影响,这对胚胎发育是非常重要,尤其是在辅助生殖技术中。系统的研究植入前胚胎体外培养条件以及辅助生殖技术相关的表观修饰潜在风险是非常有必要的。
【作者】王彩红；
【导师】李文雍；
【作者基本信息】安徽大学，生物化学与分子生物学，2014，硕士
【关键词】小鼠；卵母细胞；孤雌激活；H3K27三甲基化/乙酰化；曲古抑菌素A；5-氮杂胞苷；

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