线粒体DNA与早期胚胎发育的研究进展

线粒体是胞质中独特的细胞器,为细胞各种代谢提供能量。线粒体具有自己独立的遗传物质——线粒体DNA（mtDNA）,是细胞核基因组外的遗传物质。在早期胚胎发育过程中,线粒体会呈现不同的形态及分布,mtDNA的突变及拷贝数变化会对胚胎发育结局产生重要影响。最新研究表明,线粒体DNA突变增多则mtDNA拷贝数增加;囊胚期mtDNA拷贝数多,则胚胎移植成功率高;反之亦然。尽管进行了染色体形态学和遗传学检查,仍有卵母细胞不能成功受精并发育成完好的胚胎;即使胚胎完好,仍有部分胚胎移植失败。因此,从mtDNA角度探讨提高卵母细胞质量的方法对改善辅助生殖技术中移植成功率具有重要意义。     

卵巢储备功能减退与线粒体遗传异常

卵巢储备功能减退(decreased ovarian reserve,DOR)是生育力低下的表现,与低妊娠率、高流产率及高产科并发症有关。线粒体是细胞中重要的细胞器,是能量供应中心,参与卵母细胞的成熟、受精等一系列重要的生理过程。线粒体DNA(mt DNA)是独立于细胞核基因组外的遗传物质。线粒体遗传异常:线粒体数量变化、mt DNA片段缺失、突变均影响线粒体功能,导致能量产生减少,进而影响卵母细胞的发育。生殖学家们尝试利用线粒体移植来改善DOR患者的卵母细胞质量,获得一定的进展。因此,从线粒体角度探讨DOR的病因可为研究DOR机制提供新的思路及方向。     

线粒体DNA 8344A>G突变导致线粒体遗传病的研究进展和防治策略

线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)突变会导致以呼吸链受损为特征的一系列线粒体疾病,这类疾病以发病早、难治愈、母系遗传为特点。线粒体tRNA赖氨酸基因中第8 344位点的突变会导致mtDNA编码蛋白的翻译减少,机体能量供应不足,导致肌阵挛性癫痫伴破碎红纤维（myoclonic epilepsy associated with ragged red fiber,MERRF）综合征,产生严重的肌阵挛、癫痫发作、共济失调等症状,另一种特征性病变是颈后及上背部多发对称性脂肪瘤病（multiple symmetric lipomatosis,MSL）。在所有致病性mtDNA突变中,m.8344A>G突变约占4%;核基因修饰和环境因素可能共同参与了m.8344A>G突变的致病过程。目前MERRF综合征缺乏特定的治疗方式。基于辅助生殖技术的胚胎植入前遗传学诊断和线粒体置换技术有望成为治疗此类线粒体遗传病的新方法,但其安全性和有效性仍需进一步验证。     

生殖遗传技术预防线粒体遗传病的研究进展

发生在卵子中的线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)突变引起母系家族性疾病,即线粒体遗传病。线粒体遗传病通常在婴幼儿期发病,且绝大多数线粒体疾病影响到多器官系统的正常功能,是一类严重危害人类健康的可致残致死性疾病,无有效药物治疗,故女性患者不建议生育。mtDNA遗传学特征使得很多携带致病性mtDNA突变女性的遗传咨询更加困难,但可以考虑通过生殖遗传干预的方法帮助生育,降低后代患有线粒体遗传病的风险。胚胎植入前遗传学检测(preimplantation genetic testing,PGT)与产前诊断技术可检测突变mtDNA水平,选择正常的胚胎移植或者预防携带高水平突变mtDNA子代的出生,但并不适于所有患者。线粒体置换技术的诞生为预防严重线粒体遗传病带来希望,有望使后代患有线粒体遗传病的风险最小化,但其长期安全性、有效性仍需进一步研究。     

辅助生殖技术中卵母细胞线粒体功能对胚胎发育的影响

提高辅助生殖技术（ART）成功率和安全性是目前ART面临的重要课题。线粒体是卵母细胞/胚胎中数量最多的细胞器,不仅为卵母细胞的成熟、受精以及随后的胚胎发育过程中的转录与翻译提供能量,还与卵母细胞激活、钙振荡、凋亡程序启动等生命过程密切相关,而且胚胎中的线粒体全部来源于卵母细胞。线粒体功能的损伤也与卵母细胞老化、受精率及胚胎质量降低等密切相关。近年关于人和动物卵母细胞线粒体与ART的研究阐述了线粒体在卵母细胞成熟、受精以及胚胎发育过程中的作用、各种ART手段对卵母细胞线粒体功能的影响以及可能的线粒体保护手段。     

显微镜下胚胎超微结构研究

自1955年Afzelius首次报道海胆卵母细胞超微结构,电子显微镜越来越多地用于对卵母细胞和胚胎内各种细胞器的观察。透明带是围绕在卵母细胞和早期胚胎的特殊的胞外基质,具有多种功能;线粒体是活细胞进行有氧呼吸的主要场所,在不同时期的卵母细胞和胚胎中,线粒体的分布和活性不同;细胞连接是细胞之间相互联系的通道,不同时期的胚胎细胞之间连接不同。胚胎的超微结构受到许多因素的影响,高热、冷冻会损伤胚胎的超微结构,培养环境不同,胚胎的超微结构也不相同。     

α亚麻酸对体外成熟人卵母细胞线粒体DNA拷贝数的影响

目的：探讨α亚麻酸（ALA）对人未成熟卵母细胞体外成熟的影响及对卵母细胞线粒体DNA拷贝数的影响。方法：收集2014年10月—2015年10月因男方因素行胞浆内单精子注射（ICSI）的273例患者的未成熟卵母细胞441枚,其中MⅠ期179枚,GⅤ期262枚。将MⅠ期和GⅤ期卵母细胞按相同的构成比随机分为5组,分别放入含不同浓度[0（对照组）,10 μmol/L,50 μmol/L,100 μmol/L,200 μmol/L]ALA的培养液中,培养24 h后观察卵母细胞的成熟情况,实时荧光定量聚合酶链反应（real-time PCR）测定各组卵母细胞的线粒体DNA（mtDNA）拷贝数。结果：①各组未成熟卵母细胞体外成熟培养（IVM）后总成熟率以ALA 50 μmol/L组（70.1%）最高,明显高于对照组（42.1%）及ALA 200 μmol/L组（34.1%）,差异有统计学意义（P＜0.05）;②5组GⅤ期卵母细胞成熟率以ALA 50 μmol/L组（64.4%）最高,明显高于对照组（28.9%）及ALA 200 μmol/L组（18.2%）,差异有统计学意义（P＜0.05）;③ALA 50 μmol/L组成熟卵母细胞mtDNA拷贝数（3.64×107±1.85×106）大于对照组（3.42×106±1.95×105）,差异有统计学意义（P＜0.05）。结论：50 μmol/L ALA在体外实验中可增加卵母细胞mtDNA拷贝数,有促进人未成熟卵母细胞体外成熟的作用。     

显微镜下胚胎超微结构研究

自1955年Afzelius首次报道海胆卵母细胞超微结构,电子显微镜越来越多地用于对卵母细胞和胚胎内各种细胞器的观察.透明带是围绕在卵母细胞和早期胚胎的特殊的胞外基质,具有多种功能;线粒体是活细胞进行有氧呼吸的主要场所,在不同时期的卵母细胞和胚胎中,线粒体的分布和活性不同;细胞连接是细胞之间相互联系的通道,不同时期的胚胎细胞之间连接不同.胚胎的超微结构受到许多因素的影响,高热、冷冻会损伤胚胎的超微结构,培养环境不同,胚胎的超微结构也不相同.     

线粒体在卵子和早期胚胎发育中的研究

线粒体是胞质中重要和独特的细胞器。在卵子成熟和胚胎早期发育过程中,线粒体经历了一系列形态和位置的改变,其结构尤其内膜的各种成分与线粒体的功能密切相关。线粒体DNA(mtDNA)具有较高的突变率和缺失率,卵子中完整mtDNA拷贝数或者mtDNA转录水平与发育潜能有关。在线粒体内,通过氧化磷酸化作用进行能量转换生成三磷酸腺苷(ATP),为细胞的各项活动提供能量。胚胎的发育与线粒体膜电位呈正相关。通过转胞质治疗改善缺陷卵子,恢复卵子支持胚胎正常发育的能力。     

线粒体在卵子和早期胚胎发育中的研究

线粒体是胞质中重要和独特的细胞器.在卵子成熟和胚胎早期发育过程中,线粒体经历了一系列形态和位置的改变,其结构尤其内膜的各种成分与线粒体的功能密切相关.线粒体DNA(mtDNA)具有较高的突变率和缺失率,卵子中完整mtDNA拷贝数或者mtDNA转录水平与发育潜能有关.在线粒体内,通过氧化磷酸化作用进行能量转换生成三磷酸腺苷(ATP),为细胞的各项活动提供能量.胚胎的发育与线粒体膜电位呈正相关.通过转胞质治疗改善缺陷卵子,恢复卵子支持胚胎正常发育的能力.     

玻璃化冷冻对卵泡中线粒体形态以及功能的影响

目的探讨玻璃化冷冻对大鼠卵泡中线粒体的形态和功能的影响。方法采用雌性Sprague-Dawley大鼠分离后的卵泡作为研究对象,分为I组(新鲜组)和II组(玻璃化冷冻组),分别用实时荧光定量PCR检测卵泡中线粒体DNA拷贝数,用荧光显微镜观察线粒体分布情况,用生物发光实验检测卵泡中ATP含量。结果 I组的线粒体DNA拷贝数为638 000±65 101,明显高于II组的线粒体DNA拷贝数220 000±58 474,差异具有统计学意义(P<0.05)。I组中的线粒体有典型的丝状、皱褶分布等特点,而II组中的线粒体则分散存在,失去了正常的分布情况。II组卵泡的ATP含量明显低于I组的,差异有统计学意义(P<0.05)。结论玻璃化冷冻过程会对卵泡线粒体的形态、分布和产生线粒体的功能造成不同程度的损伤,从而可能会影响卵泡的生长发育。     

硒的抗氧化作用研究进展

活性氧 (ROS)是指由还原氧化 (reduction oxidation)反应产生的 ,并在分子组成上含有氧的一类化学性质非常活泼的物质总称 ,包括自由基 (free radical)和过氧化氢(H2 O2 )。机体存在抗氧化防御系统 ,包括抗氧化酶如 SOD、CAT、谷光甘肽过氧化物酶 (GSH-Px)等 ;低分子清除剂如维生素 E、GSH等。硒是人体必需的微量元素 ,具有很强的抗氧化作用。下面对硒的抗氧化作用研究进展作一简要概述。1　硒对线粒体损伤的保护作用线粒体 DNA (mt DNA)呈双键环状 ,是独立存在于细胞核外的遗传物质。 mt DNA是暴露的 ,外无组织蛋白保护 ;其代…     

胚胎培养液中游离DNA应用于植入前遗传学筛查中的研究进展

植入前遗传学筛查(preimplantation genetic screening,PGS)是指在体外受精-胚胎移植过程中,对具有高遗传风险患者的胚胎进行种植前活检和遗传学分析,选择遗传物质正常的胚胎植入母体宫腔,从而获得健康子代的诊断方法。目前,PGS仍主要通过胚胎活检获取细胞进行遗传学检测,而该有创过程可能会对胚胎发育及产科结局产生不良影响。近年研究发现胚胎培养液中含有胚胎来源的游离DNA片段,其含量与胚胎的碎片率呈正相关,并已在胚胎染色体及单基因疾病的检测和诊断方面得到了初步应用,开创了胚胎无创性PGS的先河。对胚胎培养液中游离DNA进行植入前遗传学筛查具有无创、取材简便、在分子水平检测胚胎的遗传物质等优点,有巨大的应用前景。但目前该技术尚处于研究阶段,存在易污染和特异性较差等问题,有待进一步完善。     

低浓度苯接触工人线粒体DNA拷贝数的追踪研究

  目的  探索低浓度苯接触工人线粒体DNA拷贝数的变化及其影响因素。
  方法  选择上海某化工厂150名低浓度苯接触工人作为2018、2019年连续两年的追踪研究对象,采用问卷调查收集研究对象一般情况,采用实时荧光定量PCR法检测外周血相对线粒体DNA拷贝数并作为氧化应激的检测指标,利用重复测量分析以及广义估计模型分析两年间苯接触工人线粒体DNA拷贝数情况的变化,并探讨其与作业环境中苯接触的关系。
  结果  研究对象在追踪期间的苯接触浓度中位数为0.46 mg/m3,第25百分位数为0.14 mg/m3,第75百分位数为0.49 mg/m3。2018年苯接触工人相对线粒体DNA拷贝数为5.79±0.84,2019年工人相对线粒体DNA拷贝数显著降低,为(4.66±0.58),差异有统计学意义(P < 0.01)。重复测量方差分析结果显示:不同接触浓度工人相对线粒体DNA拷贝数差异有统计学意义(P < 0.05);不同时间观察的线粒体DNA拷贝数不全相同,差异有统计学意义(P < 0.05)。广义估计模型分析结果显示:与高接触浓度组相比,中接触浓度组工人相对线粒体DNA拷贝数降低了0.25(P < 0.05)。未发现工龄、年龄、吸烟和饮酒对相对线粒体DNA拷贝数的影响。
  结论  在低于我国现行职业卫生标准的情况下,接触低浓度苯的作业工人仍可出现相对线粒体DNA拷贝数的改变,提示职业性苯接触可能导致线粒体损伤以及氧化应激的产生。
     

线粒体与卵母细胞发育潜能

线粒体DNA含量、线粒体跨膜电位和线粒体的动态分布都与卵母细胞的成熟、受精及卵裂密切相关。年龄和饮食结构的原因可能损伤线粒体而间接影响卵母细胞发育潜能。卵胞质移植、生殖泡移植、原核移植和线粒体移植,还有双丁酰环磷酸腺苷的使用,一定程度上提高了线粒体DNA含量、改善了线粒体跨膜电位或线粒体动态分布能力,为提高卵母细胞的受精率及卵裂率提供了新思路。     

线粒体与卵子发育潜能

线粒体作为细胞内的能源基地,在卵子发育潜能中发挥了重要的作用。研究发现人卵线粒体DNA具有较高的缺失率,同时卵子中完整的mtDNA拷贝数或者mtDNA转录水平也与发育潜能相关。线粒体功能改变可通过参与卵子非整倍体的发生;干扰正常的受精及胚胎发育而影响卵子的发育潜能。通过卵浆移植、生殖泡移植或线粒体移植可提高卵子的发育潜能,挽救老化的卵子。     

线粒体与卵母细胞发育潜能

线粒体DNA含量、线粒体跨膜电位和线粒体的动态分布都与卵母细胞的成熟、受精及卵裂密切相关.年龄和饮食结构的原因可能损伤线粒体而间接影响卵母细胞发育潜能.卵胞质移植、生殖泡移植、原核移植和线粒体移植,还有双丁酰环磷酸腺苷的使用,一定程度上提高了线粒体DNA含量、改善了线粒体跨膜电位或线粒体动态分布能力,为提高卵母细胞的受精率及卵裂率提供了新思路.     

线粒体与卵子发育潜能

线粒体作为细胞内的能源基地,在卵子发育潜能中发挥了重要的作用.研究发现人卵线粒体DNA具有较高的缺失率,同时卵子中完整的mtDNA拷贝数或者mtDNA转录水平也与发育潜能相关.线粒体功能改变可通过参与卵子非整倍体的发生;干扰正常的受精及胚胎发育而影响卵子的发育潜能.通过卵浆移植、生殖泡移植或线粒体移植可提高卵子的发育潜能,挽救老化的卵子.     

线粒体DNA突变和肿瘤发生

肿瘤细胞线粒体及线粒体DNA的研究已从形态学改变进展至分子水平的变化。由于近年来在多种肿瘤组织中发现了线粒体DNA的突变，而且线粒体DNA的突变率明显高于核基因，所以研究者们趋向认为线粒体DNA的突变与肿瘤发生密切相关。我们就近年来线粒体DNA突变与肿瘤关系的研究进展做一综述，以期探讨线粒体DNA突变在肿瘤发生中的作用。     

线粒体对卵母细胞发育潜能的影响与评估

线粒体作为能量供应源,对卵子发育潜能影响巨大。三磷酸腺苷(ATP)产生过少使胚胎发育不良或停滞,ATP产生过多伴随大量氧自由基产生,使核及线粒体发生不可逆损伤;线粒体分布不均出现胚胎各卵裂球大小不均、碎片多;线粒体对Ca2 的调节异常会导致受精失败;线粒体内膜电位是预示线粒体势能储备的指标,缺乏皮质周围高电位线粒体的卵子发育潜能差;线粒体DNA突变影响其呼吸功能或影响其复制时会对卵子的发育潜能造成影响;同时母系卵子线粒体损伤可遗传给子代,造成流产或子代异常。通过检测线粒体自发荧光及线粒体内膜电位,可从细胞器水平预测卵子发育潜能。