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KDM4A促进DUX4调控修正的人三原核受精卵合子基因组激活的分子机制研究
结题报告
批准号:
81901483
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
19.0 万元
负责人:
朱海瑛
依托单位:
学科分类:
H0414.早期胚胎发育
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
--
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中文摘要
修正的人三原核受精卵(corrected human three-pronuclear zygote,ch3PN)是指去除3PN中一个雄原核使其恢复为二倍体的受精卵。合子基因组激活(ZGA)失败是ch3PN发育阻滞的主要原因之一。DUX4是ZGA激活的关键因子,但其在ch3PN中调节ZGA的机制不清楚。我们前期结果表明组蛋白去甲基化酶KDM4A的过表达促进了DUX4基因的转录,进而使ch3PN的体外囊胚率显著提高,同时过表达KDM4A下调了H3K9me3和DNA甲基化水平。因此我们假设:KDM4A通过降低H3K9me3和DNA甲基化水平,上调DUX4基因的表达,促进ZGA的激活,从而提高ch3PN胚胎的发育潜能。本项目以ch3PN为研究对象,探究胚胎发育阻滞的原因,阐明KDM4A介导表观遗传修饰与DUX4调控ZGA的分子机制,为临床上不孕不育症的诊疗提供理论依据。
英文摘要
Corrected human three-pronuclear zygote (ch3PN) refer to the zygote that removes a male pronuclear from 3PN and restores it to diploid. Failure of zygote genome activation (ZGA) is one of the main causes of ch3PN developmental block. DUX4 is the key factor of ZGA activation, but its mechanism of action in ch3PN is not clear. Our previous results showed that the overexpression of histone demethylase KDM4A promoted the transcription of DUX4 gene, and significantly increased the in vitro blastocyst rate of ch3PN. Meanwhile, overexpression of KDM4A down-regulated H3K9me3 and DNA methylation in ch3PN. Therefore we make an assumption: KDM4A enhance the developmental potential of ch3PN embryos through reducing H3K9me3 and DNA methylation, up-regulating the expression of DUX4, and promoting ZGA. This project will take ch3PN as the research object, explore the molecular mechanism of KDM4A-mediated epigenetic modification and DUX4 regulation of ZGA, clarify the reasons for ch3PN embryo development block, and provide a theoretical basis for the diagnosis and treatment of clinical infertility.
修正的人三原核受精卵(corrected human three-pronuclear zygote,ch3PN)是指去除3PN中一个雄原核使其恢复为二倍体的受精卵。合子基因组激活(ZGA)失败是ch3PN发育阻滞的主要原因之一。显微去核修正三原核合子后第一次卵裂的卵裂模式主要以二细胞为主,纠正后能明显改善异常卵裂,但其改善作用有限,未达到正常受精合子第一次卵裂的水平。显微去核修正三原核合子的多余原核,能够改善胚胎的进一步发育潜能,但其作用有限,去原核后胚胎的发育潜能仍低于正常受精卵的胚胎。同时,去除一个多余的雄原核后的ch3PN胚胎从ZGA期开始至囊胚期,H3K9me3一直保持这高水平的表达,这与正常受精的2PN胚胎有着显著性差异,但H3K4me3虽在8-细胞阶段高于2PN胚胎,但囊胚期又恢复到了与2PN胚胎相似水平。.显微注射1000ng/µl KDM4A mRNA可有效降低H3K9me3水平,提高ch3PN胚胎发育潜能及其质量。H3K9me3在人ch3PN胚胎中起到表观遗传屏障的作用,显微注射KDM4A可有效降低H3K9me3水平,最终提高ch3PN胚胎的发育效率。过表达KDM4A提高了ch3PN合子的胚胎质量,胚胎等级评分、细胞数、多能性表达等都随之提高,ZGA相关发育基因也表达上调。由于ch3PN胚胎发育过程中可能存在多种异常的表观遗传机制,今后的研究中将结合小分子抑制剂来探索ch3PN胚胎发育的相关时间。本研究将促进未来对ch3PN胚胎的研究,并为不孕夫妇提供更多的选择。.本课题发表署名基金号的SCI论文2篇,其中影响因子大于5分的1篇,授权发明专利1项,协助培养硕士生2名,圆满完成各项指标任务。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Melatonin protects against oxybenzone-induced deterioration of mouse oocytes during maturation.
褪黑激素可防止小鼠卵母细胞在成熟过程中由羟苯甲酮引起的退化
DOI:10.18632/aging.202323
发表时间:2020-12-29
期刊:Aging
影响因子:--
作者:Jin L;Zhu HY;Kang XJ;Lin LP;Zhang PY;Tan T;Yu Y;Fan Y
通讯作者:Fan Y
Histone demethylase KDM4A overexpression improved the efficiency of corrected human tripronuclear zygote development.
组蛋白去甲基化酶 KDM4A 过表达提高了校正的人三核受精卵发育的效率
DOI:10.1093/molehr/gaab012
发表时间:2021-02-27
期刊:Molecular human reproduction
影响因子:4
作者:Zhu HY;Kang XJ;Jin L;Zhang PY;Wu H;Tan T;Yu Y;Fan Y
通讯作者:Fan Y
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