微小RNA-302调控胚胎母胚转换的机制研究

人类胚胎体外发育阻滞是造成可移植胚胎获得率低的主要原因，也是制约辅助生殖技术成功的关键因素之一。胚胎发育阻滞与合子基因组激活，母型mRNA降解等母胚转换事件密切相关。文献报道MicroRNA是斑马鱼胚胎基因组激活和母型mRNA降解的关键调节分子。我们最近的研究发现miR-302在小鼠胚胎1-细胞期开始表达，2-细胞后期至4-细胞期（母胚转换期）高表达，随后表达下降。序列分析与靶基因扫描显示miR-302靶基因包含多种母型mRNA，其可能在人类胚胎母胚转换过程中起到关键的调节作用。本研究通过胚胎微注射、基因微阵列等方法验证miR-302在母胚转换中的作用，分析靶向母型mRNA的路径，以此阐明miRNA在哺乳动物胚胎母胚转换过程中的调控机制，对人类胚胎发育阻滞分子机理进行探索，以期为生殖医学中完善体外胚胎培养与选择体系奠定基础。

母胚转换包括胚胎合子基因组激活和母型mRNA降解两个关键事件，母胚转换失败是造成胚胎发育阻滞的重要原因。研究发现microRNAs参与斑马鱼母胚转换过程中母型mRNA的降解。本研究采用基因芯片与实时定量PCR的方法检测母胚转换前后多种miRNAs的表达，发现miR-302在小鼠胚胎母胚转换期高表达。序列分析与靶基因扫描显示miR-302靶基因包含多种母型mRNA，其可能在人类胚胎母胚转换过程中起到关键的调节作用。通过胚胎显微注射技术，将miRNA的抑制剂和过表达质粒注入小鼠1-cell胚胎胞质中发现，miR-302低表达或高表达均影响胚胎早期发育。荧光素酶双报告基因和Western-blot实验证实，重要的细胞周期调控基因，母型基因CCND1和PCAF是miR-302s的靶基因，说明miR-302s在胚胎发育早期的细胞周期调控中起到重要作用。利用条件性基因敲除系统（Cre-loxp系统），我们制备条件性敲除miR-302s的基因工程小鼠，分析了胚胎敲除miR-302s后的发育表型。此外，我们的研究还发现miR-302s可以抑制肿瘤细胞的成瘤性，阻滞Ishikawa细胞周期于G2/M期。本研究阐明miRNA在胚胎母胚转换过程中的调控机制，对人类胚胎发育阻滞的分子机理进行探索，为胚胎体外培养与体外选择提供了新的依据。