人類未成熟卵體外成熟培養(yǎng)、雌-雄原核形態(tài)學判別和原核期胚胎原核移植及其重構胚后續(xù)發(fā)育潛能的研究.pdf

1、研究背景：自體移植是當今最為看好的移植治療模式。自體胚胎干細胞(ESCs)的自我增殖和多向分化潛能使其成為最有潛力的自體移植供體源。但是，自體ESCs的創(chuàng)建目前還存在明顯的“低效率”問題，原因主要是供體細胞核重新編序不完全、重構卵細胞組分的種系特異性丟失、或缺少父源性或母源性基因印記的影響。如此，我們提出了《親緣性基因印記校正的雌核發(fā)育/雄核發(fā)育技術創(chuàng)建人自體ESCs》的全面解決方案。該方案選用自體原核作為供體細胞核源，試圖解決成體細胞

2、核基因重新編程問題；該方案通過構建雌核發(fā)育/雄核發(fā)育自體重構胚，試圖解決重構胚細胞組分缺失問題；該方案還通過對雌核發(fā)育/雄核發(fā)育自體重構胚進行基因印記方面的校正處理，試圖解決基因印記缺失的問題。本研究就該方案的實施能否使用輔助生殖臨床廢棄的未成熟卵作為(ESCs研究用)卵源、如何活體判別人類原核的親緣性(構建雌核發(fā)育/雄核發(fā)育方式原核期胚胎)以及相關的原核移植技術進行了系列的前期基礎研究和探索。 一、卵丘冠顆粒細胞剝除的人未成熟

3、卵體外成熟培養(yǎng)和發(fā)育潛能的研究目的：1、了解卵丘冠顆粒細胞剝除的人未成熟卵(ccdIMOs)體外成熟培養(yǎng)(IVM)和相應受精卵植入前發(fā)育潛能。2、評估同步和個體化AutoMFF-IVM(自體成熟卵泡液輔助的IVM)培養(yǎng)系統(tǒng)和AutoMFF&CCs-coIVM(自體成熟卵泡液和自體卵丘冠顆粒細胞共同輔助的IVM)培養(yǎng)系統(tǒng)分別用于M-1期(第一次減數(shù)分裂中期)和GV期(第一次減數(shù)分裂前期)ccdIMOs的IVM，相應的IVM增進效果。

4、 方法：1、2004年11月-2005年7月間從151對[156個卵巢刺激周期實施卵漿內(nèi)單精子注射(ICSI)治療的]不孕夫婦獲贈388個ccdIMOs。其中GV期卵196個，M-Ⅰ期卵192個。2、IVM標準方案使用MediCultIVM系統(tǒng)(Cat＃:82214010，MediCult公司，丹麥)，微滴培養(yǎng)12～48小時(37C，5％CO2，飽和濕度)并作適當改良，作為IVM研究的標準(對照)方案。3、AutoMFF-IVM方案系

5、在上述IVM標準方案IVM培養(yǎng)工作液內(nèi)追加10(v/v)％的AutoMFF(自體成熟卵泡液：排卵前主導卵泡的卵泡液)，同樣微滴培養(yǎng)，用于M-Ⅰ期ccdIMOs的IVM研究。4、AutoMFF&CCs-coIVM方案系在上述AutoMFF-IVM方案IVM培養(yǎng)工作液內(nèi)追加細胞密度在1-5×105/mL的AutoCCs(自體卵丘冠顆粒細胞)，同樣微滴培養(yǎng)，用于GV期ccdIMOs的IVM研究。5、隨機區(qū)組設計，分階段(IVM、ICSI受精和

6、植入前發(fā)育)、多水平(卵核成熟和卵漿成熟)評估IVM效果。6、IVM期間，每6-12小時觀察卵核成熟情況，以第一極體(PB1)排出為卵核成熟的標志。7、胚胎培養(yǎng)期間，每隔24h進行一次胚胎發(fā)育抵達階段和質(zhì)量的監(jiān)測和評估。相關的ICSI受精、卵裂、植入前發(fā)育速率、質(zhì)量和囊胚形成作為IVM成熟卵卵漿成熟程度/優(yōu)劣的評估指標。8、統(tǒng)計、分析同期自體體內(nèi)、體外成熟卵受精、卵裂和植入前胚胎發(fā)育資料，卡方(雙側)檢驗，P＜0.05有統(tǒng)計學意義。

7、 結果：1、M-Ⅰ期ccdIMOs各個IVM時段(12h、24h、36h和48h)的累積成熟率(分別是63.5％、90.1％、91.1％和92.7％)皆明顯高于GV期ccdIMOs相應IVM時段的成熟率(分別是0.0％、25.5％、61.7％和74.5％；P＜0.01)。2、體內(nèi)自然成熟卵的4個卵漿成熟評估指標(ICSI受精率、卵裂率、胚胎發(fā)育第3天8細胞率和胚胎發(fā)育第3天優(yōu)質(zhì)胚胎率)分別是65.6％、96.9％、45.7％和30.

8、9％，皆明顯高于M-Ⅰ期ccdlMOsIVM成熟卵的相應指標(分別是50.3％、79.0％、31.3％和18.8％；P＜0.01)和GV期ccdIMOsIVM成熟卵的相應指標(分別是43.0％、56.4％、16.1％和0.0％；P＜0.01)。其中M-Ⅰ期ccdIMOsIVM成熟卵的2個卵漿成熟評估指標(卵裂率和胚胎發(fā)育第3天優(yōu)質(zhì)胚胎率)皆明顯高于GV期ccdlMOsIVM成熟卵的相應指標(P＜0.05)。GV期ccdlMOsIVM成熟

9、卵來源的卵裂胚胎在胚胎發(fā)育第5天沒有抵達囊胚期的胚胎發(fā)育，而M1期ccdIMOsIVM成熟卵來源的卵裂胚胎有相應5.8％的囊胚發(fā)育(P＜0.20)。3、與同一來源、同期培養(yǎng)、沒有追加AutoMFF培養(yǎng)的AutoCCs比較，追加AutoMFF培養(yǎng)的AutoCCs表現(xiàn)為可輕易辨別的明顯增大的細胞體積、明顯增多的細胞足突外延生長和明顯增加的細胞匯合和培養(yǎng)液滴面積的被覆。4、M-Ⅰ期ccdIMOs使用AutoMFF-coIVM方案，其各個IVM

10、時段的累積成熟率皆高于IVM標準方案，其中在IVM24小時(96.9％vs.86.7％)和36小時(96.9％vs.88.3％)的相應成熟率差異具有統(tǒng)計學上的顯著意義(P＜0.05)。5、GV期ccdIMOs使用AutoMFF&CCs-coIVM方案，相應成熟率與IVM標準方案的差異在IVM36小時(68.6％vs.53.8％，P＜0.05)和48小時(85.7％vs.61.5％，P＜0.01)皆有統(tǒng)計學上的顯著差異。6、GV期和M-Ⅰ

11、期ccdIMOs不同IVM方案的成熟卵，相應卵漿成熟評估指標皆未顯示統(tǒng)計學上有顯著意義的差異(P＞0.05)。 結論：1、多數(shù)卵巢刺激周期獲取的ccdIMOs可經(jīng)IVM成熟。M-Ⅰ期ccdIMOs多在IVM-24小時內(nèi)成熟，而GV期ccdlMOs多在IVM-36小時內(nèi)成熟。2、與GV期ccdIMOs比較，M-Ⅰ期ccdIMOs有體外成熟快、體外成熟率高、相應成熟卵發(fā)育潛能較好的特點，將優(yōu)先推薦作為臨床輔助生育或ESCs研發(fā)的自體

12、或捐贈卵源。3、培養(yǎng)基內(nèi)追加AutoMFF可促進AutoCCs飼養(yǎng)層樣生長和增殖。4、本研究開發(fā)的同步和個體化AutoMFF-IVM和AutoMFF&CCs-coIVM系統(tǒng)分別用于M-Ⅰ期和GV期ccdIMOs的IVM，可以明顯促進和改善相應期別ccdIMOs的卵核成熟；但是對成熟卵其后的受精和植入前胚胎發(fā)育潛能的促進和改善作用有限，需要進一步優(yōu)化。 二、人類原核形態(tài)學特征的親緣學意義及其驗證研究目的：1、提出人兩性生殖原核期胚

13、胎原核親緣性活體判別形態(tài)學標準的推薦方案。2、設計和開發(fā)相應可信、可行的活體驗證方法。3、驗證相應形態(tài)學標準在人原核親緣性預測方面的準確性。 方法：1、依據(jù)人原核發(fā)育生物學的相關原理和非靈長類動物相關的零星報道，提出人兩性生殖原核期胚胎原核親緣性活體判別形態(tài)學標準的推薦方案。2、設計并構建標準的人卵漿內(nèi)雙精子注射(2Sperm-ICSI)受精兩性生殖方式三原核胚胎模型(2個雄原核、1個雌原核，卵周隙內(nèi)2個極體)，用于推薦的人原核

14、親緣性活體判別形態(tài)學標準的驗證研究。構建模型所需的89個人成熟卵和68份正常精子懸液分別來自捐贈的108個(卵巢刺激周期卵丘冠顆粒細胞剝除的)未成熟卵(ccdIMOs)的體外成熟培養(yǎng)(IVM)和同期68例非男性因素不孕夫婦的捐贈。3、依據(jù)人2Sperm-ICSI受精兩性生殖方式三原核胚胎模型的3個原核相對確認的親緣性(2個雄原核——形態(tài)/大小相互匹配/一致、又相對遠離第二極體；1個雌原核—單獨的、與其它原核形態(tài)/大小不匹配/不一致、又相

15、對接近第二極體)，先相對確認該三原核胚胎模型原核的親緣性，再驗證推薦的原核親緣性活體判別形態(tài)學標準相應判別準確性。 結論：1、人2Sperm-ICSI受精兩性生殖方式三原核胚胎模型用于人原核親緣性活體判別形態(tài)學標準的驗證研究，簡單、經(jīng)濟、可行、有效、新穎，是相關領域值得推薦的研究方法。2、推薦的人兩性生殖方式原核期胚胎原核親緣性活體判別的形態(tài)學標準是兩性生殖原核期胚胎中相對較大且距PB2相對較遠者為雄原核；反之，相對較小且距PB

16、2相對較近者為雌原核。該形態(tài)學標準明顯的活體判別效果和自然優(yōu)勢，是相關基礎研究和臨床應用領域簡便、實用、經(jīng)濟、可行的參照標準和操作規(guī)范。 三、人類原核期胚胎原核移植操作及其重構胚后續(xù)發(fā)育潛能的研究目的：1、設計/開發(fā)簡易、自然、可行、效好的原核移植方式。2、評估相應原核移植重構胚后續(xù)植入前發(fā)育潛能。 方法：1、2004年11月-2005年7月間共獲得34例不孕婦女(34個IVF-ET治療周期；平均年齡29.7±4.2歲)

17、捐贈的人原核期胚胎54個。2、其中20個多原核胚胎實施人原核從原核期胚胎移出的顯微操作(選擇性原核減滅術—SPnR組)，使受術胚胎變?yōu)榇?雄原核各一的正常兩性生殖原核期胚胎。SPnR原核親緣性活體判別和選擇的形態(tài)學標準是兩性生殖方式原核期胚胎中相對較大且距PB2相對較遠者為雄原核；反之，相對較小且距PB2相對較近者為雌原核。3、另23個同期同來源的多原核胚胎不實施SPnR操作，作為SPnR處理的自然對照(對照組)。4、其余11個原核期胚

18、胎分為6組，每組2個胚胎，分別作為受體胚胎和供體胚胎，實施原核移植。其中1組1個胚胎實施自體的原核移植。具體原核移植過程包括在受體胚胎先實施的SPnR(使成為單原核胚胎)、再自供體胚胎取出(SPnR方式)供體原核、最后將供體原核植入(卵漿內(nèi)原核直接注射——ICPI方式)單原核狀態(tài)的受體胚胎(恢復其雙原核構成)。5、所有原核期胚胎，不管受術與否，常規(guī)體外囊胚培養(yǎng)。6、統(tǒng)計、分析、比較手術時程、手術成功率、胚胎存活/卵裂率、胚胎發(fā)育速率和質(zhì)