胞浆内单精子注射对子代印记基因DNA甲基化及长期发育的研究

胞浆内单精子注射（ICSI）技术是人类辅助生殖技术治疗不孕症的重要手段。由于其显微操作过程"侵犯性"的特点和显微注射本身的难点，成功受孕子代的健康风险备受关注。流行病学研究发现辅助生殖技术子代的出生缺陷比率和患正常人群罕见的印记基因疾病比例明显增加。我们前期工作对植入前诊断小鼠模型研究发现活检技术有可能诱发子代发生神经退行性疾病。目前ICSI操作是否影响子代印记基因的DNA甲基化以及对子代长期发育是否存在潜在的风险还不清楚，安全性相关的基础研究还比较薄弱。.本研究将针对以上科学问题，按照人ICSI操作流程构建相应的小鼠模型，探讨ICSI操作是否影响子代印记基因的DNA甲基化，并对其生理及行为表型进行评价，探索ICSI操作环节是否会对其子代尤其是老龄子代的发育产生影响。本研究将通过小鼠模型阐明ICSI技术是否对子代长期发育存在潜在的风险，为辅助生殖技术胚胎操作的安全性提供理论依据。

自1978年轰动全球的世界首例试管婴儿——体外受精及胚胎移植(IVF-ET)在英国诞生以来，全世界有超过400万婴儿借助ART技术出生。越来越多的流行病学调查提示辅助生殖技术可能存在一定的风险性，而这种风险性的来源是否是辅助生殖技术本身还不得而知。本项目在青年基金的支持下，针对第二代ART技术胞浆内单精子注射（Intracytoplasmic Sperm Injection,ICSI），我们使用国际标准的小鼠作为动物模型，按照辅助生殖技术ICSI操作流程建立相应的小鼠模型，探讨ICSI操作是否影响子代印记基因的DNA甲基化，并对ICSI子代的生理学表型和行为学指标进行长期观察，明确ICSI小鼠的生理学与行为学特征，发现IVF组和ICSI组与对照组无显著差异。我们进一步检测完成ICSI小鼠子代的脑组织甲基化检测，绘制ICSI 子代模型中重要印记基因的表观遗传修饰模式，这些异常的甲基化修饰可能是影响其脑功能的因素之一。在小鼠研究的基础上，我们又开展了利用人类IVF多精受精胚胎建立人胚胎干细胞模型，用来评价改善型辅助生殖技术对人类胚胎的风险性，提供了新型的安全性评价手段，拓宽了安全性评价的研究范围，加快了改善策略在辅助生殖临床的技术转化研究。同时，我们在人类IVF发育停滞和非整倍体胚胎中发现Plk1和Dctn3基因异常表达，通过过表达Dctn3抑制Plk1的表达增加了非整体胚胎和发育停滞胚胎的比率。我们的研究结果有助于更好地理解卵母细胞的母源基因表达对胚胎发育的作用，并促进辅助生殖技术效率的改进。. 在项目执行期间，项目负责人以第一作者或通讯作者发表标注基金号SCI论文6篇，获得国家自然基金面上项目一项；项目负责人入选广州市珠江科技新星，广东省高校“千百十”工程培养对象，广东省高校优秀青年教师培养计划，获得广东省青年岗位能手等荣誉。