[发明专利]MiR-125a-5p在胚胎早期发育中的应用

说明书

本发明公开了一种评价胚胎早期发育潜能及改善高龄胚胎早期发育能力的应用。本发明通过microRNA高通量测序及生物信息学方法筛选出在高龄雄性精子中高表达，并在高龄胚胎发育中起关键作用的microRNA:miR‑125a‑5p，本发明的实验证明，miR‑125a‑5p在高龄小鼠精子中明显高表达；在年轻小鼠形成的原核期胚胎中显微注射miR‑125a‑5p模拟剂，可以观察到囊胚形成率明显降低、胚胎被阻滞在桑椹胚/囊胚阶段；在高龄小鼠形成的原核期胚胎中显微注射miR‑125a‑5p抑制剂，可以观察到miR‑125a‑5p抑制剂能够有效提高高龄胚胎的囊胚形成率。本发明可作为检测小鼠胚胎发育潜能及改善高龄小鼠胚胎发育新的靶点，为提高胚胎质量提供了新方法。

技术领域

本发明属生物医学类技术领域，尤其涉及miR-125a-5p在检测胚胎早期发育潜能中的应用和miR-125a-5p抑制剂在制备改善胚胎早期发育产品中的应用。

背景技术

随着现代社会生活工作压力的剧增、人口的老龄化、辅助生殖技术的进步以及全面二胎政策的放开，越来越多的夫妇将生育推迟到更晚的年龄阶段，了解年龄因素对生育能力的影响变得越来越重要。母亲年龄对卵子质量、胚胎发育潜能的负面影响已经广为人知，但父亲年龄对生育力的影响知之甚少。

多项流行病学研究结果发现与男性年龄相关的精液质量下降，包括：精子浓度、精子前向运动百分比、畸形精子率、精子DNA片段化指数(DFI)等。研究发现，DFI和氧化应激加合物(OSA)随着年龄的增长而增加，而精子DFI的增加往往与不良胚胎发育和不良妊娠结局有关。大量研究证实父亲年龄是自然流产的风险因素，并可能导致不良的生殖结局，如精神分裂症、孤独症和几种X连锁隐性和常染色体显性遗传病。所以研究男性高龄因素对生殖细胞以及胚胎发育等的影响具有一定的现实意义。

MicroRNAs(miRNAs)是一类在多种组织中发挥转录后调控基因表达重要作用的小RNA，而精子中的miRNAs可能是典型的表观遗传调控中介，可能参与精子功能的调节及早期胚胎发育。近期的一些研究将miRNA显微注射到原核(PN)期胚胎中，提供了早期胚胎发育中miRNA丰度改变可影响胚胎发育进程甚至可以诱导子代表型的直接证据。

我们通过对高龄/年轻的精子、卵子、胚胎进行高通量测序发现了大量差异表达的miRNAs，其中miR-125a-5p在高龄精子、胚胎中上调表达，在高龄卵子中表达无明显差异；并且miR-125a-5p具有高度的人鼠保守性，并与衰老过程相关。文献报道，miR-125a-5p在衰老胸腺中增加，并通过靶向FoxN1参与年龄相关的胸腺退化；miR-125a-5p和许多miRNAs与心脏衰老相关，并表现出协同作用。而且miR-125a-5p在衰老内皮细胞中上调，可通过靶向RTEF-1损害内皮细胞血管生成。同时，miR-125a-5p在高脂血症-高血糖状态下升高，与氧化低密度脂蛋白(oxLDL)诱导的血管内皮细胞坏死有关，并通过靶向TET2导致线粒体功能障碍和ROS升高。在生殖系统中，miR-125a-5p也起着重要的作用，子痫前期胎盘组织中miR-125a-5p升高，miR-125a-5p模拟物可降低HTR8/SVneo细胞的迁移、增殖和血管生成能力，并诱导更多阻滞在S期的细胞。研究还发现，miR-125家族是早期胚胎发育过程中母源性效应基因表达和维持的重要调控因子，显微注射miR-125家族成员会影响母源性效应基因的表达。

虽然既往研究发现miR-125a-5p在衰老、线粒体功能、母源性基因表达和维持等生物过程中发挥作用，但尚无文献报道高龄精子中高表达的miR-125a-5p在胚胎早期发育中的作用。在本专利中，我们发现miR-125a-5p在高龄小鼠精子中明显高表达；在年轻小鼠形成的原核期胚胎中显微注射miR-125a-5p模拟剂，可以观察到囊胚形成率明显降低、胚胎被阻滞在桑椹胚/囊胚阶段；在高龄小鼠形成的原核期胚胎中显微注射miR-125a-5p抑制剂，可以观察到miR-125a-5p抑制剂能够有效提高高龄胚胎的囊胚形成率。本发明可作为检测小鼠胚胎发育潜能及改善高龄小鼠胚胎发育的新方法，为提高胚胎质量提供新的靶点和思路。

发明内容