Slc9a1基因在小鼠植入前胚胎发育过程中的功能研究.pdf

摘要

在人类胚胎体外培养过程中约50%的胚胎出现发育阻滞，如何降低体外胚胎发育

阻滞、提高囊胚形成率和临床妊娠率己成为目前生殖医学领域研究的热点。小鼠植入

前胚胎发育的大部分过程及重要的生物学事件均与人类胚胎发育相似。植入前胚胎发

育经历细胞分裂、分化等过程。细胞内pH则维持在一定的生理范围内，对细胞的生长

分化、细胞内酶的活性、细胞骨架的装配与解聚等生理过程至关重要。通过参阅文献

了解到NHE1（Slc9a1编码）是细胞内pH主要调节器之一，因此我们对Slc9a1在小鼠

早期胚胎发育过程中的生物学功能进行研究。

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作为一种跨膜蛋白，Na/H交换器（NHEs）属于溶质载体偶联离子转运体家族9A

（Slc9a）。NHE1（Slc9a1编码）是NHE家族中最丰富的亚型，存在于许多哺乳动物细

胞类型中。NHE1参与多种细胞过程和维持各种功能，包括参与调节细胞内pH值和渗

透稳态、影响细胞体积以及细胞凋亡。以往对小鼠早期胚胎的研究发现，在诱导性酸

中毒恢复过程中，NHE1是NHE家族中发挥主要作用的家族蛋白。但未有Slc9a1基因

敲除小鼠和敲低胚胎模型的相关报道，也未见植入前早期胚胎内更多相关生物学功能

作用的报道。

本实验利用RNA干扰（RNAi）技术构建小鼠胚胎Slc9a1基因敲低模型，来探究

Slc9a1敲低后对胚胎产生的影响，为揭示其在早期胚胎内发挥的功能进一步补充。

本实验中，通过RNAi并利用胚胎体外培养，发现Slc9a1敲低后会导致胚胎在E3.5

天，即囊胚早期阶段的囊胚发育率降低，E4.0和E4.5囊胚发育率没有明显升高且伴随

胚胎死亡增加，而2C，4C，8C及Mo时期对照组和Slc9a1基因敲低实验组胚胎形态

和发育时期未见明显差异。孵化实验的实验结果显示大多数实验组胚胎未能完成孵化。

对胚胎谱系分化标志性转录因子CDX2和OCT4进行免疫荧光检测及对Cdx2和Oct4

mRNA检测结果显示Slc9a1基因敲低实验组胚胎谱系分化失败。同时通过数据统计分

析发现Slc9a1基因敲低实验组胚胎总细胞数减少。另外免疫荧光图片也显示基因敲低

实验组胚胎体积减小。另外基于囊胚死亡增加，我们进行了p21和p53mRNA表达水

平的qPCR检测，结果显示实验组p21和p53均有显著升高，提示细胞DNA凋亡增加

I

和细胞周期异常。活性氧（ROS）检测表明实验组胚胎ROS增加，提示Slc9a1敲低引

起胚胎氧化损伤。可能导致ROS水平升高的促氧化酶基因表达水平检测显示结果也提

示和进一步验证了细胞氧化增加。对于胚胎细胞内pH（pHi）检测结果显示，实验组

胚胎细胞内pH比对照组胚胎高，表明Slc9a1敲低引起胚胎pHi异常。

综合实验结果，Slc9a1基因缺失引起胚胎谱系分化失败，pHi异常，细胞损伤增加，

胚胎死亡增加，细胞周期异常，细胞内ROS增加，且伴随胚胎体积减小。表明Slc9a1

对维持小鼠早期胚胎发育至关重要。

关键词：Slc9a1；胚胎发育；pHi；谱系分化；凋亡

II

ABSTRACT

Intheprocessofhumanembryoinvitroculture,about50%ofembryoshave

developmentalblock,howtoreduceinvitroembryonicdevelopmentblock,improve

blastocystformationrateandclinicalpregnancyratehasbecomeahotspotinthefieldof

reproductivemedicine.Mostofth