超促排卵对子代印记基因的影响及其遗传效应研究

超促排卵是获得同步发育的卵母细胞、开展辅助生殖技术（ART）的基础，但其同时促进多个卵子成熟的安全性问题正逐渐凸显。研究发现ART子代在表观遗传和印迹基因表达异常所引发的罕见疾病上发病率高于普通人群，然而其确切机制并不清楚，辅助生殖的哪一环节（超促排卵、配子体外操作或胚胎体外培养）在其中扮演主要角色亟待深入研究。本研究拟在我们前期发现ART子代脐血和胎盘中存在印记基因表达及印记状态异常的基础上，采用动物模型实验，从表观遗传调节层面研究超促排卵导致的非生理状态的激素环境暴露是否在会引起胚胎/胎儿、子代及子二代的印记基因表达异常和印记状态异常，生长发育及智力发育表型是否改变，明确其表观遗传的隔代遗传效应及机制。从而为揭示辅助生殖子代表观遗传异常发生机制、寻求相应干预和防范措施提供有价值的理论依据。

研究背景：研究发现辅助生殖技术（ART）子代在表观遗传和印迹基因表达异常所引发的罕见疾病上发病率高于普通人群，但确切机制并不清楚，辅助生殖的哪一环节在其中扮演主要角色亟待深入研究。超促排卵是ART的基础，但其非生理性促进多个卵子同时成熟的安全性尚未得到验证，对ART子代的印迹基因疾病及远期安全性的影响尚不明确。本课题采用促排卵传代模式动物和人类ART子代脐带血研究超促排卵对子代印记基因的影响及其遗传效益。.研究内容：.本课题建立了囊胚着床模型、超促排卵小鼠模型、及子一代和子二代传代模型，通过模式动物系统研究超促排卵导致的非生理状态的激素环境暴露对胎盘、胚胎/胎儿的印记基因表达/印记状态和生长发育表型的影响及其传代效益。同时对人类ART子代进行脐带血高通量基因芯片检测和临床随访，检测ART子代脐带血印记基因的表达和甲基化状态，从表观遗传学角度探索ART技术对子代某些基因表达的影响与表观遗传相关性状的改变。.研究结果：（1）创新性建立了囊胚粘附着床模型，发现超促排卵下超生理水平的激素环境降低了子宫内膜细胞的容受性和囊胚的粘附着床率。.（2）建立超促排卵小鼠模型，发现超促排卵子代较自然对照组在出生后2-6周体重增加（差异有统计学意义），子一代胎盘组织全基因组表达谱检测及GO聚类分析显示有20余个基因显著差异表达。进一步Realtime PCR验证发现，印记基因Grb10转录水平上调、和Zac1转录水平下调，甲基化状态分析显示超促排卵子代H19 和Zac1 DMR区的甲基化程度提高。.（3）超促排卵小鼠子一代子二代传代模型研究发现，超促排卵子代内部交配所产子二代的血压与心率都较正常组降低，血糖代谢无明显异常。.（4）在一项基于22个人类ART子代脐带血样本的检测中，我们发现ART组Peg10、L3MBTL 与Phlda2基因表达显著上调。其中一例子代L3MBTL出现了印记丢失。进一步研究发现L3MBTL的CpGs区完全处于非甲基化状态，提示其印迹丢失的原因很可能是通过其干扰甲基化状态。.本研究结果提示ART，尤其是其中的超促排卵环节，可通过干扰子宫内膜着床环境、母胎界面表观遗传学修饰改变子代某些印记基因的表达，子代可能出现生长发育相关的性状改变、并具有遗传效益，有必要对ART技术的远期安全性进行更深入研究，为可能的干预提供前期理论基础和依据，推动相关人群生殖健康。