多组学与发育比较:直接复温与传统复温方法在玻璃化人及小鼠卵裂期胚胎中的应用

Multi-omics and developmental comparison of direct and conventional warming methods in vitrified human and mouse cleavage-stage embryos

作者信息Waner Wu, Yitong Shen, Shenghai Shen, Murong Xu, Linyao Zhang, Ka Kei Fung, Jacqueline P W Chung, Cheng-Wei Ju, Ellis K L Fok, Li-Sheng Zhang, David Y L Chan
PMID42406783
发布时间2026-09-01
DOI10.1093/humrep/deag105

实验完整度

高

包含小鼠体外发育、胚胎移植、出生后发育评估,以及人和小鼠转录组与DNA甲基化多组学分析,实现体内外功能与分子验证。

主要模型

小鼠卵裂期胚胎(C57BL/6J) 人捐献卵裂期胚胎

重点核对

胚胎发育时期(6-10细胞或桑葚胚) 卵裂球存活率是否≥50% RNA-seq和WGBS测序中DEGs和DMRs的筛选阈值(|log2FC|>1, 调整后P<0.05;甲基化差异≥20%, q<0.01) 胚胎移植中每只受体移植5-12个囊胚

摘要

研究问题:直接复温是否与传统的多步复温一样,能够保持玻璃化人及小鼠卵裂期胚胎的发育能力和分子完整性?

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
直接复温是否能替代传统多步复温,安全有效地用于玻璃化人及小鼠卵裂期胚胎?
核心机制
高渗透性冷冻保护剂在复温时快速外流,同时等渗培养液调节水分内流,减少了渗透压休克和毒性,从而保持胚胎发育能力。
主要证据
小鼠胚胎在直接复温组与传统组在存活率、囊胚形成率、着床率及活产率均无显著差异;人及小鼠转录组和甲基化组分析显示DEGs和DMRs无显著通路富集,关键发育基因表达稳定。
研究意义
直接复温简化了操作流程,可作为传统多步复温的替代方案,尤其适用于资源有限的环境,但需进一步的临床研究确认长期安全性。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

胚胎收集与玻璃化

获取并冷冻保存小鼠和人卵裂期胚胎。

小鼠胚胎通过超排卵后交配收集,人胚胎来自临床捐赠。胚胎经玻璃化冷冻保存。

2

直接复温与传统复温处理

比较两种复温方法对胚胎存活率的影响。

小鼠胚胎随机分配至直接复温(直接放入M2培养基)或传统复温(0.25M蔗糖);人胚胎直接放入G-TL培养基或传统步骤。

3

体外发育评估

评估复温后胚胎的存活和发育能力。

胚胎在培养箱中培养,用EmbryoScope或Primo Vision连续监测发育至囊胚阶段,并评估存活率、囊胚形成率和优质囊胚率。

4

胚胎移植与妊娠评估

评估复温后的胚胎在体内的着床和发育潜力。

小鼠囊胚移植至假孕雌鼠(TCET),评估着床率、活产率及出生后到第21天的生长发育。

5

转录组和甲基化组测序

比较分子层面(转录组和DNA甲基化)差异。

对复温后的胚胎进行RNA-seq(转录组)和WGBS(甲基化),分析差异表达基因和差异甲基化区域。

6

生物信息学与统计分析

处理测序数据并进行差异表达、差异甲基化及通路分析。

使用HISAT2比对RNA-seq,featureCounts定量,DESeq2分析差异;Bismark处理WGBS数据,甲基化水平由methylKit分析;功能富集用clusterProfiler。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
Irvine Scientific玻璃化试剂盒Irvine Scientific90183
G-TL培养基Vitrolife10145
KSOM培养基Sigma-AldrichMR-106
矿物油Vitrolife10029
M2培养基Sigma-AldrichMR-015
DAP213溶液COSMO BIO USAKYD-013-EX-0.5
蔗糖溶液COSMO BIO USAKYD-014-EX-2
EmbryoScope延时培养箱Vitrolife--
Primo Vision延时系统Vitrolife--
经宫颈胚胎导管移植Baoding Zhengmu Biotechnology--
孕马血清促性腺激素BioVendorRP1782725000
人绒毛膜促性腺激素Sigma-AldrichC1063
SMART-Seq全RNA Pico输入试剂盒Takara Bio634355
Pico甲基化测序文库制备试剂盒Zymo ResearchD5456

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
胚胎收集与玻璃化
胚胎发育时期(6-10细胞或桑葚胚),玻璃化方法
阅读提示:Materials and methods - Mouse embryo experiments
复温与体外培养
直接复温组使用预平衡(37°C)培养基,传统组使用蔗糖梯度;培养基型号(G-TL、KSOM、M2)
阅读提示:Materials and methods - Vitrification and warming procedures
移植后评估
移植数量和胎龄(5-12个囊胚,7.5dpc;出生后PND1-21评估)
阅读提示:Materials and methods - Evaluation and transfer