著床前小鼠胚胎線粒體功能障礙對著床胚胎與胎盤發(fā)育的影響

實驗步驟

1. 胚胎培養(yǎng)基

用含4mg/ml BSA的MOPS-G1工作液收集受精卵。胚胎培養(yǎng)液分對照組培養(yǎng)液與試驗組培養(yǎng)液(G1.2/G2.2，注：G1.2為對照組培養(yǎng)液；G2.2為試驗組培養(yǎng)液)，其基本物質(zhì)有：維生素和主要的氨基酸以及5%的人血清白蛋白(HSA)。試驗組培養(yǎng)液不含有主要的丙酮酸鹽，添加或不添加梯度的(0.5-500μm)線粒體MAS抑制劑Amino-oxyacetate(AOA)。此試驗組培養(yǎng)液用來引起著床前胚胎不同水平的代謝紊亂。

2. 動物和胚胎收集

21日齡雌鼠CBAxC57BL/6腹腔注射5 IU eCG，48h后注射5 IU hCG，然后與公鼠CBAxC57BL/6合籠。見栓雌鼠，在hCG注射22h后脫頸處死，取輸卵管，在MOPS-G1工作液中撕破膨大部，釋放出卵丘卵母細胞，用0.5 mg/ml的透明質(zhì)酸酶作用30s，獲得裸卵。

3. 胚胎培養(yǎng)及線粒體功能抑制的體外模型獲得

每20μl G1.2培養(yǎng)液放10枚受精卵，在37℃、5%O₂、6%CO₂條件下過夜培養(yǎng)。

培養(yǎng)22h后，獲得的二細胞胚胎隨機的分成三組，并用相應的培養(yǎng)液清洗：1)對照組：G1.2培養(yǎng)液(C)，2)不含丙酮酸鈉的G1.2培養(yǎng)液，以使胚胎的代謝發(fā)生改變，3)含有0.5，5，50 或500μM 抑制劑AOA、不含丙酮酸鈉的G1.2培養(yǎng)液，以抑制線粒體的MAS功能。二細胞胚胎在相應的培養(yǎng)液中培養(yǎng)24h，然后分別換相應的G2.2培養(yǎng)液(±丙酮酸鈉和AOA)進行培養(yǎng)，直到囊胚階段(第5d)。在第四天和第五天統(tǒng)計的胚胎發(fā)育率與第五天統(tǒng)計的囊胚情況進行評估分析。

4. 囊胚細胞數(shù)目與細胞分配的分析

用Hardy 等的試驗方法，統(tǒng)計囊胚滋養(yǎng)外胚層和內(nèi)細胞團的細胞數(shù)目。孵化期前，囊胚在4℃10mM TNBS中10min，然后在37℃ 0.1mg/ml anti-DNP-BSA中10min，后用37℃黑暗孵育5min以標記滋養(yǎng)外胚層細胞的核；要進一步標記ICM和TE細胞，用含6μg/ml雙苯甲亞胺的乙醇處理，過夜。**天，胚胎用無水乙醇清洗，用甘油包埋，再在紫外熒光顯微鏡下觀察。記錄TE細胞(粉色)和ICM細胞(藍色)的數(shù)目，并計算TE/ICM的比率。

5. 計算囊胚細胞凋亡

用一種原位細胞死亡診斷盒來評估囊胚的凋亡。凋亡細胞核用末端脫氧核苷?；D(zhuǎn)移酶介導性dUTP切口末端標記(TUNEL)進行熒光標記；用碘化丙啶標記所有的細胞。細胞總數(shù)及凋亡細胞核的數(shù)目可以用熒光顯微鏡進行觀察記錄；計算凋亡細胞的數(shù)目/相應的細胞總數(shù)得到凋亡細胞指數(shù)。

6. 計算呼吸率

每枚囊胚的呼吸率被視為線粒體氧化磷酸化能力的一個指標，呼吸率是用胚胎鏡檢測的。用12孔板，每孔中放一枚囊胚；每枚囊胚用各自的培養(yǎng)液作為工作液。將12孔板放到胚胎鏡中，自動記錄O₂消耗量(呼吸率)。當胚胎消耗氧氣時，它能夠在小孔中產(chǎn)生線性的濃度梯度。每個小孔中的氧氣濃度事先用一種自動微傳感器進行了**的周期性測量，以檢測其線性梯度。這濃度梯度用來測量單枚胚胎的呼吸率。胚胎的氧氣消耗量，大約每小時測量一次，連續(xù)測量三個小時；呼吸率為這三小時獲得的每枚囊胚每秒鐘消耗的氧氣飛摩爾質(zhì)量(fmol/sec)。

7. 碳水化合物代謝分析

利用之前所述方法，檢測每枚胚胎經(jīng)糖酵解途徑的葡萄糖氧化率和經(jīng)TCA循環(huán)途徑的丙酮酸鹽代謝率。每個1.6ml的離心管中放一枚囊胚，然后加入2μl相應的G2.2培養(yǎng)液，培養(yǎng)液中含0.5 μCi的[5-3H]葡萄糖(比活力為88.4mCi/mg)或0.35 μCi 的D-[6-14C]葡萄糖(比活力為302 μCi/mg)。糖酵解率和TCA途徑代謝率分別利用3H₂O 和 14CO₂的產(chǎn)生獲得，并用pmol/h表示。[加的都是葡萄糖，為什么說檢測TCA途徑的丙酮酸鹽代謝率呢？TCA起始物是丙酮酸吧？葡萄糖可轉(zhuǎn)化為丙酮酸鹽]。

8. ATP和ADP的測定

利用Mitchell等的方法檢測每枚囊胚的ATP、ADP以及ATP:ADP水平。每枚胚胎用100nl含有1mg/ml蔗聚糖的MOPS-G1萃?。蝗缓笥?0nl 3M高氯酸黑暗孵育10min；之后用80nl 冰 KHCO₃(2M)中和高氯酸。利用己糖激酶和6-磷酸葡糖脫氫酶催化的酶聯(lián)**反應或者乳酸脫氫酶和丙酮酸激酶催化的酶聯(lián)**反應，經(jīng)過萃取，用熒光顯微鏡分別對ATP和ADP濃度進行定量分析。ATP和ADP的濃度利用相關標準曲線計算，并用(pmol/每枚胚胎)表示。

9. 胚胎移植

6-12周齡的瑞士雌鼠與結扎公鼠合籠，假孕母鼠懷孕3.5天進行胚胎移植，每只假孕母鼠每側(cè)**移入6枚囊胚期胚胎。每只假孕母鼠，隨機的一側(cè)**移入對照組胚胎，另一側(cè)移入試驗組胚胎(-P或是AOA)。胚胎的著床能力在小鼠懷孕的第18天，通過著床胚胎數(shù)量以及胚胎和胎盤情況的檢測來評價。