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哺乳动物胚胎的早期发育主要依赖于卵母细胞生长和成熟过程中积累的mRNA和蛋白质,受精前卵母细胞基因组处于转录沉默状态,受精后合子基因组激活(zygotic gene activation,ZGA)并转录表达RNAs和蛋白质,完成母型调控向合子型调控的转变。以上过程中,多种转录因子调控着基因的时空特异性表达。本研究对小鼠胚胎合子基因组激活中转录因子TAF4的作用及多能性转录因子OCT4和SOX2的表达定位进行了探讨。 转录因子TAF4的表达定位的研究表明,Taf4 mRNA在卵母细胞成熟过程的GV、GVBD、MⅠ、MⅡ逐渐积累,在MⅡ期达到最大值。在GV期的卵母细胞中TAF4蛋白弥散在整个核区,且不与核仁共定位。而从GVBD到MⅡ期检测不到TAF4蛋白的存在。受精后,从原核期开始到囊胚阶段Taf4的表达量显著下降。免疫荧光检测表明,在受精后6h的原核2~3期大多数胚胎的核区可以检测到TAF4蛋白,并且雄原核的荧光强度大于雌原核的荧光强度,之后,TAF4蛋白核浓度稳定增多,并与染色质共定位。 为验证Taf4对胚胎发育的影响,通过显微注射技术将Taf4 siRNA注入MⅡ期卵母细胞中,孤雌激活后,Taf4 siRNA注射组的胚胎突破2-细胞阻滞率极显著的小于Non-sense siRNA对照组的胚胎突破2-细胞阻滞率(P<0.01)。注射Taf4siRNA不影响囊胚形成,但延缓了胚胎的发育速度。注射Taf4 siRNA会使ZGA标志基因Zscan4d、MuERV-L、Eif-1a、Hspa1b的表达量显著地降低(P<0.05),同时也使多能性基因Sox2的表达下降(P<0.05),而多能性基因Oct4的表达不受影响。 为进一步验证多能性基因Sox2和Oct4在ZGA过程中的作用,本实验对体外发育的小鼠2-细胞胚胎中多能性转录因子OCT4和SOX2的表达与定位进行了研究,结果表明,Sox2和Oct4的mRNA在MⅡ期卵母细胞、原核胚、2-细胞、4-细胞、桑椹胚和囊胚中都有表达。Oct4 mRNA的表达水平在4-细胞期胚显著高于2-细胞期胚和2-细胞阻滞胚(P<0.05),Sox2 mRNA的表达水平在2-细胞期胚显著高于2-细胞阻滞胚和4-细胞期胚,而后两者之间没有差异(P<0.05)。OCT4蛋白在2-细胞期胚和4-细胞胚中与核共定位,但在2-细胞阻滞胚中弥散存在于胞质中。SOX2蛋白在以上3类胚胎中始终定位于细胞核。 综上所述,在卵母细胞成熟过程中TAF4的表达与定位模式与卵母细胞转录沉默有关,TAF4影响胚胎基因组激活,敲减Taf4基因抑制了ZGA相关基因的表达,影响ZGA的发生,从而导致胚胎2-细胞阻滞,致使胚胎发育延迟。而多能性基因OCT4、SOX2的表达与定位可能与胚胎基因组激活及后续发育有关。