Septin家族蛋白参与调控早期胚胎染色体排列和纺锤体组装

Chromosomal abnormality is more frequent in embryos with poor morphology.Our knowledge of the occurrence and frequency of chromosomal abnormality in human embryo is limited.As our previous study and paper report,septin1/2/7 are required for chromosome congression and spindle assembly, and responsible for preventing multinucleation. Our study will investigate the localization of septin1/2/7 in preimplantation embryogenesis.Moreover, we will explore if septin1/2/7 are functional in mitotic chromosome congression, spindle assembly and prevention of chromosomal abnormality.Furthermore, we will analyse the expression level of septin1/2/7 in human preimplantation embryogenesis by RT-qPCR. At last, expression level of septin1/2/7 will be investigated in human embryo with poor morphology.This study will demonstrate that septin1/2/7 are required for chromosome congression, spindle assembly and prevention of chromosomal abnormality in preimplantation embryogenesis.

非整倍体和多核在高龄妇女和形态差的人类胚胎中非常多见。导致人胚胎非整倍体和多核的分子机制还知之甚少。我们前期研究和文献报道，敲低septin1/2/7导致纺锤体组装、染色体排列分离异常和多核细胞产生。因此septin1/2/7可能与胚胎非整倍体和多核产生的分子机制有关。本课题拟利用免疫印迹和免疫荧光鉴定septin1/2/7在小鼠和人类胚胎中的表达和定位，分析敲低或过表达septin1/2/7对纺锤体组装和染色体排列的影响，以及是否产生非整倍体和多核胚胎。本课题还将分析septin1/2/7在人类早期胚胎发育过程中的表达，观察过表达septin1/2/7对人类胚胎第一次有丝分裂进程的影响。最后比较高龄妇女胚胎或形态差人类胚胎和正常优质胚胎 septin1/2/7mRNA表达模式和水平的差异。此研究将揭示septin1/2/7参与调控胚胎染色体排列和纺锤体组装，抑制非整倍体和多核产生的规律。

前期研究中，我们已经证实septin蛋白参与小鼠卵母细胞减数分裂过程中纺锤体组装和染色体排列。在本项目中，我们对septin蛋白在小鼠胚胎中的免疫荧光定位和功能做了进一步的研究，M2期卵母细胞septin2定位于纺锤体，2细胞到囊胚期septin2呈点状或弥散状态分布于细胞核内。FCF是septin的特异性小分子抑制剂，在低剂量浓度下不会对线粒体产生影响，同时选择性抑制septin功能。用30μM FCF培养2细胞胚胎到囊胚，显著降低了囊胚形成率（63/197： 32.0%），而对照组的囊胚形成率达到（173/194：89.2%）。用囊胚进行微管和染色体的免疫荧光染色。30μMFCF处理的囊胚，染色体排列明显紊乱，多条染色体游离于中期赤道板之外，并且纺锤体形态异常。正常对照组的囊胚染色体整齐排列于中期赤道板上， 纺锤体结构正常。本实验说明septin蛋白参与小鼠胚胎有丝分裂进程的调控并影响染色体排列和纺锤体组装。. 我们利用辅助生殖技术实验室的临床资源，总结分析了培养液和培养时间对新生儿出生体重的影响，男性体重指数对活产率和新生儿性别的影响以及卵裂期胚胎质量对妊娠综合征和新生儿结局的影响，先关研究结果已经发表于Human Reproduction, Fertility and Sterility, Journal of Assisted Reproduction and Genetics。. 我们对高脂饲料诱导的小鼠精子DNA甲基化的变化进行了初步研究，精子DNA全基因组甲基化测序结果显示8942个差异甲基化区（DMR），其中5277个DMR高甲基化，3665个DMR低甲基化。定位于CG岛的DMR有870个，启动子/外显子和内含子区DMR有1782个，重复序列DMR有4178个。对8942DMR进行了基因功能的富集发现，1162个DMR相关基因参与代谢调控过程。