目的:D3胚胎(卵裂期胚胎)是目前大多数生殖中心选择移植的胚胎,其胚胎质量是辅助生殖技术成功的关键环节。继基因组学、转录组学和蛋白质组学之后发展起来的一门新兴学科称为代谢组学(metabonomic/metabolomics),因其非侵入性、样本易获得、样本量少等优点而成为研究热点。目前,与评估胚胎发育潜能相关的代谢组学分析技术尚在逐步完善中。只有同时检测多种胚胎代谢物成分并绘制胚胎代谢物图谱,方能全面体现代谢组学分析技术在优质胚胎选择方面的价值。因此,本研究通过采用光谱学和非光谱学对D3胚胎培养液中的全部代谢产物非靶向检测,比较优胚组、劣胚组及空白对照组中诸如氨基酸代谢、脂肪代谢及糖代谢等相关代谢产物的差异,通过样品收集、预处理、超高效液相色谱仪检测及XCMS软件分析绘制胚胎代谢物图谱,探讨卵裂期胚胎(D3)培养液的代谢物图谱在准确预测早期胚胎发育潜能的优越性,为优质胚胎的选择提供新视角,并为选择性单胚胎移植、减少多胎妊娠、改善临床妊娠结局提供新的思路。方法:选取2018年10月至2019年3月仅因女方双侧输卵管因素所致不孕就诊于兰州大学第一医院生殖医学专科医院行体外受精-胚胎移植(IVF-ET)的患者为研究对象。依据形态学对D3胚胎进行形态学评估,分为优胚组(I级、II级)和劣胚组(III、IV级),分别收集上述进行新鲜胚胎移植或剩余胚胎冷冻保存的优胚组胚胎体外培养液11份和劣胚组10份作为实验组,并以5份单纯胚胎体外培养液对空白对照组。运用色谱-质谱分析技术对上述实验组及空白对照组样本进行全部代谢产物的非靶向检测,找出差异表达并进行分析,进而绘制出D3胚胎培养液的代谢物图谱。主要检测步骤包括:样品制备、质控样本(QC)制备、样品LC-MS/MSZ质谱分析、数据分析等。检测方法:代谢组学检测仪器平台GC/MS和UPLC/QTOF。具体检测指标:氨基酸代谢、脂肪代谢、糖代谢等相关代谢产物。结果:结果1:D3胚胎培养液具有典型的TIC图谱(图4);结果2:D3胚胎培养液PCA分析组内聚集效果和组间分离趋势差异明显(图5);结果3:组间PLS-DA及其置换检验分析筛出的标志性代谢物不同(图6);结果4:组间OPLS-DA及其置换检验分析筛出的预测主成分不同(图7);结果5:组间典型火山图(Volcano Plot)分析潜在标志性代谢物差异明显(图8);结果6:组间显著性差异代谢物层次聚类分析数量和种类不同(图9),优胚组与空白对照组相比显著性差异代谢物相差15个(表六),劣胚组与空白对照组相比显著性差异代谢物相差19个(表七),优胚组与劣胚组相比显著性差异代谢物相差10个(表八)。结论:代谢组学非靶向分析技术对IVF-ET患者D3胚胎(卵裂期胚胎)培养液的分析,因无创、对研究者自身及胚胎几乎零伤害,有望建立理想的数据库、绘制代谢图谱,协助优质胚胎的筛选。筛出的差异代谢物,如L-谷氨酰胺参与糖代谢和蛋白质代谢途径,烟酰胺参与体内脂质代谢和糖代谢的无氧糖酵解过程,亚油酸、花生四烯酸和棕榈油酸参与单不饱和脂肪酸代谢,可得出脂肪酸生物合成途径和中心碳代谢途径可能是影响胚胎质量的关键分子事件。在上述研究基础上,可以从基因组学、转录组学和蛋白质组学等系统生物学技术出发,进一步深入研究这些分子事件在标志差异代谢物KEGG通路上下游的响应机理,对于准确预测D3胚胎的发育潜能,选择性单胚胎移植、降低多胎妊娠率,进而改善胚胎着床率和提高单胎活产率有重要意义。