不同组蛋白去乙酰化酶抑制剂对猪体细胞克隆胚胎体外发育能力的影响

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目的:自第一只克隆羊诞生以后,牛,羊,猫,鼠,驴,马,狗等动物也都被相继克隆出来,然而体细胞核移植技术生产的克隆动物其成功率低,这与表观遗传异常有一定关联,这其中就包括组蛋白乙酰化的异常。通过组蛋白去乙酰化抑制剂,可以改变表观遗传状态,从而进一步提高体细胞克隆胚胎的发育潜能。LBH589, CUDC-101, PXD101,已经有研究证明这三种去乙酰化抑制剂可以提高组蛋白乙酰化水平,但是在体细胞克隆胚胎方面至今还未有人使用。本研究是首次使用这三种去乙酰化抑制剂探究其对猪SCNT胚胎的影响。方法:利用不同浓度的组蛋白去乙酰化抑制剂(LBH589, CUDC-101and PXD101)处理猪体细胞克隆胚胎24小时,寻找最适合浓度,随后用最适浓度处理不同时间。确定好最佳时间和最佳浓度后,进行免疫荧光染色观察胚胎乙酰化水平。在每种药品处理之后,将胚胎通过胚胎移植移入代孕母猪体内,观察其妊娠情况。结果:(1)在体外发育的胚胎给予不同浓度的LBH589处理,观察各浓度对于胚胎发育能力的影响。结果显示,经50nM的LBH589处理24h的胚胎与对照组以及5,500nM处理组相比,其囊胚率明显提高(32.4%vs.11.8%,12.1%,and10.0%, respectively, P<0.05)。用50nM的LBH589处理重构胚不同的时间,并在处理后使用6-DMAP激活胚胎。结果可知,经24h处理的胚胎,囊胚率高于其他组别。对用LBH589处理6h的胚胎使用H4K12抗体进行免疫荧光染色。结果显示,经LBH589处理后的胚胎,其荧光强度强于其他组别。对LBH589处理的胚胎以及未经处理胚胎进行胚胎移植,移植到代孕母猪体内。结果显示,经药物处理以及未经药物处理的胚胎移植成功率分别为100%和66.7%。综上所述,LBH589可以通过改变表观遗传状态来提高SCNT胚胎的发育潜力以及重编程的能力,并能增加囊胚的质量。(2)发现对猪SCNT胚胎使用1μM的CUDU-101处理24h,可以明显提高胚胎的发育能力(18.5%vs.10.3%,P<0.05)。为了进一步评价其体内发育力,将使用CUDU-101处理的胚胎进行胚胎移植到两头代孕母猪体内,结果显示一头母猪妊娠且怀有6个胎儿。对经药物处理以及未经药物处理的胚胎分别进行了H3K9组蛋白乙酰化水平的研究。结果显示,在1细胞期,未经CUDU-101处理的胚胎其乙酰化水平明显低于经CUDU-101处理的胚胎。综上所述,CUDU-101可以显著提高猪SCNT胚胎体内及体外核重编程的发育能力。(3)经0.5μM的PXDIOI处理的胚胎其囊胚率较对照组相比有明显提高(23.3%vs.11.5%, P<0.05)。随后,使用0.5μM的PXDIOI分别对胚胎处理不同的时间。结果显示,处理24h的组别其囊胚率明显高于对照组(25.7%vs.10.6%,P<0.05)。将使用PXD101处理的胚胎进行胚胎移植到两头代孕母猪体内,结果显示一头妊娠且怀有4个胎儿。在探究PXD101对胚胎乙酰化水平影响的实验中,实验结果显示,经PXDIOI处理的组别,在1细胞期和2细胞期,胚胎H3K9和H4K12的荧光强度明显高于对照组。综上所述,PXDIOI可以显著提高猪SCNT胚胎体内及体外的发育力,且可以提高其核重编程能力。结论:(1)使用LBH589处理胚胎24h可以显著提高猪胚胎的体外成熟率;(2)浓度为1μM的CUDC-101处理胚胎24h可以显著提高猪的体外成熟发育率(3)使用为0.5gM的PXD101处理24h可以明显提高猪胚胎体外发育成熟率
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