阿魏酸对牛卵母细胞体外成熟及发育潜能的影响

卵母细胞体外成熟是胚胎体外生产与基因编辑动物制备过程中的关键环节。卵母细胞体外成熟质量直接关系到其受精能力及后续胚胎发育潜能,是保证胚胎体外生产效率的决定因素。改善卵母细胞体外成熟质量对提高胚胎体外发育潜能及胚胎移植效率具有重大价值和现实意Taurine配制义,是提高家畜繁殖效率的重要技术手段。相较于体内成熟的卵母细胞,体外成熟的卵母细胞缺少卵泡液微环境的保护,极易受到外界环境因素的影响,易发生氧化应激,导致卵母细胞体外成熟质量下降。阿魏酸(Ferulic acid,FA)是一种植酚酸,存在于大多数植物的种子和叶子中,具有良好的抗氧化活性,可有效清除外界环境和细胞代谢过程中产生的大量活性氧。本研究旨在评估牛卵母细胞体外成熟期间添加FA对其体外成熟及发育潜能的影响。研究结果可为完善牛卵母细胞体外成熟体系提供理论依据,同时也为提高牛卵母细胞体外成熟质量和胚胎体外生产提供参考,具有重要理论和实践价值。本研究分为两个部分,主要研究内容和结果如下:1.体外成熟期间添加FA对牛卵母细胞成熟的影响牛卵母细胞体外成熟期间分别添加浓度为0、2.5μM、5μM、10μM和20μM的FA。体外成熟20 h后通过体视镜检测其成熟率。结果发现,与对照组相比,添加5μM FA显著提高了牛卵母细胞的第一极体排出率(56.55±4.12%vs71.20±3.84%;P<0.05)。而2.5μM FA、10μM FA和20μM FA处理组与对照组之间无显著差异。因此,本实验选取5μM FA作为后续实验的处理浓度。通过荧光标记、实时荧光定量PCR和抗氧化酶活性检测等方法对牛卵母细胞体外成熟期间相关指标进行检测分析。结果发现,牛卵母细胞体外成熟期间添加FA显著促进了卵丘细胞的扩展面积(P<0.05);降低了牛卵母细胞内ROS水平(P<0.05);提高了牛卵母细胞线粒体中ATP和MMP水平(P<0.05)。进一步研究发现,体外成熟期间使用H2O2处理牛卵母细胞,其ROS水平显著提高(P<0.05),GSH水平以及CAT和SOD活性显著降低(P<0.05)。添加FA与H2O2共同处理后,与单独添加H2O2组对比,牛卵母细胞内GSH水平以及CAT和SOD活性显著提高(P<0.05),ROselleck Smoothened AgonistS水平显著下降(P<0.05)。实时荧光定量PCR结果显示,牛卵母细胞体外成熟期间添加FA显著上调了卵母细胞中成熟相关基因GDF-9和BMP-15(P<0.05)与卵丘细胞中卵丘扩展及卵丘卵母通讯相关基因HSA2,PTX3,CX37和CX43(P<0.05)的相对m RNA水平。2.体外成熟期间添加FA对牛卵母细胞发育潜能的影响牛卵母细胞体外成熟后,通过non-medical products体细胞核移植和体外受精的方法检测分析其发育潜能。体细胞核移植结果显示,与对照组相比,牛卵母细胞体外成熟期间添加FA显著提高了核移植胚胎卵裂率(51.7±3.94%vs 66.9±3.15%;P<0.05)、囊胚率(25.4±2.16%vs 32.4±1.77%;P<0.05)和囊胚内总细胞数(56.1±2.16vs 62.8±1.77;P<0.05)。体外受精结果显示,与对照组相比,牛卵母细胞体外成熟期间添加FA显著提高了体外受精胚胎卵裂率(48.39±2.16%vs 56.79±2.92%;P<0.05)、囊胚率(27.9±3.61%vs 40.9±3.59%;P<0.05)和囊胚内总细胞数(61.3±1.66 vs 66.2±1.39;P<0.05)。实时荧光定量PCR结果显示,牛卵母细胞体外成熟期间添加FA显著上调了体细胞核移植与体外受精囊胚中多能性相关基因CDX2、OCT4和SOX2(P<0.05)的相对m RNA水平。综上所述,本研究表明牛卵母细胞体外成熟期间添加FA可增强卵母细胞抗氧化能力、缓解氧化应激和改善线粒体功能,进而提高牛卵母细胞体外成熟质量,促进体细胞核移植与体外受精早期胚胎体外发育潜能。