mRFP1-猕猴-猪异种体细胞核移植胚胎核重编程的研究

来源 :延边大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cebianwo670
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猕猴异种间体细胞核移植(iSCNT)能够在避免伦理道德的实验限制下,得到与人类具有相似遗传背景的克隆胚胎,为今后利用囊胚互补技术获得灵长类动物器官、建立治疗性克隆非人灵长类动物模型等研究提供研究基础。然而,目前仅有数例有关猕猴iSCNT胚胎的研究,且克隆胚胎的重编程及发育能力均十分低下。研究表明iSCNT胚胎发育过程中表观遗传修饰及重要基因表达的异常是供体核重编程不完全的主要原因。为了改善iSCNT胚胎的发育能力,深入研究组蛋白乙酰化修饰及重要基因表达对异种间核移植胚胎重编程的影响,本研究以表达红色荧光的猕猴皮肤成纤维细胞为供体细胞,以去核的猪卵母细胞为受体细胞构建异种重构胚,并与表达红色荧光的猪同种间体细胞核移植(SCNT)胚胎比较了体外发育能力的差异。此外,使用不同类型的小分子化合物对异种重构胚进行处理,探讨了药物处理对猕猴-猪iSCNT重构胚重编程及发育能力的影响。研究结果如下:  一、转单体红色荧光蛋白(mRFP1)猕猴-猪iSCNT与猪-猪SCNT胚胎发育能力的比较  实验一:本实验建立了猕猴成纤维细胞系,使用NucleofectorTM电转染仪进行mRFP1电穿孔转染,程序为U-023时转染效率最高,转染效率约75.63%。G418筛选浓度为200μg/mL,在筛选到10天时,可以获得能稳定表达红色荧光蛋白的猕猴成纤维细胞。经核型分析显示,传至第四代的mRFP1猕猴成纤维细胞中,77.36%为二倍体并具有42条形态正常的染色体。  实验二:mRFP1-猕猴-猪iSCNT重构胚的卵裂率为71.53%,mRFP1-猪-猪SCNT重构胚的卵裂率为80.30%,两者在卵裂率上并无显著性差异。然而,mRFP1-猕猴-猪iSCNT胚胎的囊胚率为2.04%,显著低于mRFP1-猪-猪SCNT胚胎的囊胚率(10.19%,P<0.05)。大部分mRFP1-猕猴-猪iSCNT胚胎发育阻滞在8-16阶段,而不能达到囊胚阶段。  二、去乙酰化酶抑制剂(HDACi)对mRFP1-猕猴-猪iSCNT胚胎发育能力的影响  实验一:2 mM valproic acid(VPA)处理猪-猪SCNT克隆胚胎24 h后,囊胚率显著高于对照组,分别为20.04%和10.66%(P<0.05),表明VPA能够显著提高猪-猪SCNT克隆胚胎发育能力。在mRFP1-猕猴-猪iSCNT胚胎中,0、2、4、8 mM VPA处理iSCNT胚胎的卵裂率分别为72.34%,70.69%,68.24%,70.48%,囊胚率分别为1.24%,1.29%,1.17%,0.83%,均无显著性差异。2 mM VPA分别对mRFP1-猕猴-猪iSCNT重构胚培养0、12、24、48 h,结果显示囊胚率分别为1.10%,1.28%,1.36%和0.86%,并没有显著性差异。  实验二:使用1μM CUDC-101处理猪-猪SCNT克隆胚胎24 h后,囊胚率显著高于对照组,分别为24.61%和11.58%(P<0.05),表明CUDC-101能够显著提高猪-猪SCNT克隆胚胎发育能力。在mRFP1-猕猴-猪iSCNT胚胎中,0、0.1、1、10μM CUDC-101处理iSCNT胚胎卵裂率(61.31%,62.37%,65.00%,57.90%)、囊胚率(1.22%,1.06%,1.34%,0.95%)均无显著性差异。1μM CUDC-101分别对mRFP1-猕猴-猪iSCNT重构胚培养0、12、24、48 h,结果显示与对照组相比,各处理组的卵裂率(68.23%,64.92%,67.91%,62.14%)和囊胚率(1.53%,1.42%,2.06%,1.32%)均无显著性差异。  实验三:采用2 mM的VPA、1μM CUDC-101对iSCNT激活后胚胎处理6h。通过acH3K9免疫染色可以看出,VPA、CUDC-101处理胚胎的acH3K9水平与对照组无显著差异。  三、小分子化合物RepSox对mRFP1-猕猴-猪iSCNT胚胎重编程的影响  实验一:在猪-猪SCNT胚胎中在添加浓度为0、5、25、50μM的RepSox处理24 h后,结果显示,各组间囊胚发育率并无显著性差异(10.47%,14.53%,15.39%,7.12%),因此,使用囊胚率最高的25μM处理组作为接下来实验的处理浓度;25μM RepSox处理0、1、2、4、7d后,囊胚发育率相均无显著性差异(10.28%,14.22%,12.05%,12.81%,7.06%)。  实验二:使用5、25、和50μM的RepSox分别对mRFP1-猕猴-猪克隆胚胎处理1d,表达红色荧光的胚胎被判定为是mRFP1-猕猴-猪克隆胚胎。结果显示,5、25、50μM RepSox处理组(1.66%,2.07%,0.62%)与对照组(1.09%)之间没有显著差异。利用25μM的RepSox处理异种重构胚1、2、4、7d,结果表明处理1、2、4、7d的异种重构胚的囊胚率与对照组相比,未达到显著性差异(2.39%和1.95%,1.13%,0%,1.23%)。  实验三:为了检测RepSox处理对mRFP1-猕猴-猪iSCNT胚胎Oct4的作用,Oct4免疫染色可以看出RepSox处理iSCNT囊胚期的Oct4水平显著高于未处理的iSCNT囊胚(P<0.05)。  实验四:25μM RepSox处理mRFP1-猕猴-猪iSCNT胚胎1d后,检测2-4细胞期iSCNT胚胎的mRNA相对表达量,结果表明Oct4和Nanog的mRNA水平均显著高于未处理组(P<0.05),而Sox2的表达量无显著性差异。RepSox处理的iSCNT胚胎的Bax和Bcl2水平均有不同程度的升高,但是Bax/Bcl2的比率没有显著性差异。  以表达单体红色荧光蛋白的猕猴成纤维细胞进行猕猴-猪异种核移植胚胎,简单、直观、有效的判定了异种重构胚核的来源。两种去乙酰化抑制剂没有对猕猴-猪异种移植胚胎的表观遗传及发育能力产生影响。但是另一种小分子化合物RepSox提高了猕猴-猪异种克隆配重多能性相关基因Oct4和Nanong的表达量,间接的提高了胚胎的发育能力。虽然没有提高异种克隆胚胎发育到囊胚的能力,但是为提高异种核移植的整体发育提供了新的思路。将来,用能够提高多能性的RepSox与提高对异种核移植有益的其他试剂结合,有望对异种间克隆胚胎的发育积极的作用。同时,为异种核移植的的重编程机理的研究提高了研究基础。
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