牦牛早期胚胎核旁斑点形成及对后续发育的影响

作     者：潘阳阳 王靖雷 王萌 王立斌 张倩 陈睿 张甜甜 崔燕 徐庚全 樊江峰 余四九 PAN YangYang;WANG JingLei;WANG Meng;WANG LiBin;ZHANG Qian;CHEN Rui;ZHANG TianTian;CUI Yan;XU GengQuan;FAN JiangFeng;YU SiJiu

作者机构：甘肃农业大学动物医学院 甘肃省牛羊胚胎工程技术研究中心 

出 版 物：《中国农业科学》 (Scientia Agricultura Sinica)

年 卷 期：2023年第56卷第6期

页      面：1189-1203页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 0905[农学-畜牧学] 09[农学] 

基　　金：国家自然科学基金(31972760、32160859) 甘肃省杰出青年基金(20JR10RA561) 甘肃省教育厅创新创业能力提升项目(2019B-081) 甘肃农业大学伏羲青年英才基金(Gaufx-02Y10) 甘肃农业大学博士科研启动基金(GSAU-RCZX201701) 

主　　题：牦牛 核旁斑点 细胞命运 细胞凋亡 长链非编码RNA(LncRNAs) 

摘      要：【目的】明确牦牛早期胚胎发育过程中核旁斑点形成的关键时期，确定其参与形成长链非编码RNA(Long non-coding RNA,LncRNAs)，探索核旁斑点形成对后续胚胎发育能力的影响及调控机制。【方法】体外受精生产牦牛胚胎，DAPI染色标记结合核旁斑点结构蛋白1(paraspeckle Protein 1,PSPC1)mRNA实时荧光定量PCR(real-time fluorescence quantitative PCR,qRT-PCR)检测确定牦牛早期胚胎发育核旁斑点形成关键时期，免疫荧光技术验证胚胎PSPC1蛋白表达水平；qRT-PCR检测核旁斑点形成相关LncRNAs核旁斑点组装转录因子1(encoding nuclear paraspeckle assembly transcript 1,NEAT1)、共激活因子相关的精氨酸甲基转移酶1(coactivator associated arginine methyltransferase 1,CARM1)及54 kD核结合蛋白（non-POU domain containing octamer-binding protein,p54nrb）mRNA在各时期胚胎中表达水平；RNA干扰技术抑制合子PSPC1 mRNA水平，比较后续各阶段胚胎发育率，通过分析囊胚细胞总数、滋养层细胞数（trophoblast cells,TE）、内细胞团数（inner cell mass,ICM）评估囊胚质量；检测对照组和PSPC1 mRNA干扰组囊胚中B-细胞淋巴瘤/白血病-2原癌基因（B-celllymphoma/leukemia-2,Bcl-2）和B细胞淋巴瘤/白血病基因伴随蛋白x(B-cell lymphoma/leukemia associatedx protein,Bax)表达水平。【结果】（1）在不同发育阶段胚胎细胞的细胞核均可观察到核旁斑点，但2-细胞和4-细胞时期胚胎细胞核中核旁斑点更为清晰，2-细胞至桑椹胚阶段PSPC1 mRNA呈现高水平表达，其中4-细胞到桑椹胚阶段PSPC1 mRNA水平最高，PSPC1蛋白荧光强度在此阶段最强。（2）NEAT1、CARM1及p54nrb mRNA均在2-细胞到桑椹胚阶段呈现高水平表达，其中NEAT1和p54nrb在4细胞时期水平最高，CARM1在2-细胞到桑椹胚3个阶段表达水平差异不显著（P0.05）。（3）PSPC1 mRNA干扰组桑椹胚与囊胚发育率均显著降低，且桑椹胚发育率降低幅度高于囊胚，PSPC1 mRNA干扰组囊胚细胞总数显著低于对照组，其中以ICM细胞数降低为主，TE细胞数在两组之间差异不显著。（4）PSPC1 mRNA干扰处理组囊胚中促细胞凋亡因子Bax mRNA和蛋白均显著增加，抑凋亡相关因子Bcl-2 mRNA和蛋白降低，且囊胚中内细胞团发生裂解。【结论】牦牛早期胚胎发育核旁斑点形成的关键时期为2-细胞至桑椹胚阶段，其中主要集中在4-细胞时期，且PSPC1、NEAT1、CRAM1、p54nrb在核旁斑点形成时期呈高水平表达。干扰牦牛合子PSPC1 mRNA导致后续胚胎发育能力降低，并通过诱导ICM凋亡降低囊胚质量，影响囊胚中细胞命运决定。