[发明专利]一种通过调控代谢促进体外胚胎发育的方法

说明书

本发明提供了一种通过调控代谢促进体外胚胎发育的方法，涉及生物技术领域。经发明人研究发现，在体外胚胎培养过程中，加入L‑2‑羟基戊二酸会阻碍组蛋白甲基化的擦除和胚胎的发育，而胚胎中L‑2‑羟基戊二酸含量的降低会促进组蛋白甲基化的擦除和胚胎的发育，据此，本发明提供了一种调控哺乳动物体外胚胎发育的方法，包括通过降低胚胎中L‑2‑羟基戊二酸的含量促进胚胎发育，或者通过升高胚胎中L‑2‑羟基戊二酸的含量抑制胚胎发育。采用本发明提供的方法能够有效实现对体外胚胎发育的调控，为早期胚胎发育过程中的分子调控机制提供新的视野。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其是涉及一种通过调控代谢促进体外胚胎发育的方法。

背景技术

多能干细胞(pluripotent stem cells,PSCs)包括胚胎干细(embryonic stemcells,ESCs)和诱导重编程干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)，因其具有分化成为多种成体细胞的能力，是再生医学的一个重要工具。与多能干细胞相关的信号通路、基因表达调控、表观遗传学调控已经得到相对深入的研究，而对多能干细胞代谢的研究才刚刚开始揭示代谢作为连接细胞外环境、细胞质内代谢网络和细胞核内基因表达调控的重要作用。而我们对这些调控是如何影响多能干细胞干性的获得、维持和退出的机制还知之甚少。同时，最近的研究已经在多个系统证明细胞代谢不仅能够通过产生能量和合成细胞各个成分的原料影响细胞的生长和增殖，还能够广泛的参与表观遗传学的重塑和关键基因的表达，影响细胞命运决定，进而影响肿瘤的发生，免疫系统的激活，以及早期胚胎发育等多种生理和病理的生物学事件。早期发育的胚胎尤其可能是一个代谢调控与表观遗传学调控密切相互作用的时期，因为胚胎从合子到二细胞、四细胞、桑椹胚、着床前囊胚着床后胚胎的过程，是一个细胞的增殖(cell proliferation)和大规模表观遗传重塑(epigenetic remodeling)同时发生的过程，这一过程直接决定了胚胎基因组激活和细胞命运的决定。然而，我们对代谢重编程及其在早期胚胎发育过程中对表观调控的影响仍然不是很清楚。

过去对胚胎的经典生理学分析主要集中于营养物质的摄取、呼吸功能以及发育过程中副产物的分泌，比如胚胎发育前期主要利用丙酮酸，后期转为利用葡萄糖，这也为体外受精临床实践提供了最佳的培养条件。另外，囊胚在发育过程中表现出呼吸作用激增的特点，但是这个发育过程中代谢重塑的潜在机制仍然没有得到很好的阐述。最近的组学分析利用低上样量或者单细胞水平的RNA-seq技术以及染色质高级结构的分析为我们了解早期胚胎发育过程中的分子调控机制提供了新的视野。但另一方面，代谢基因经常被认为是持家基因，早期胚胎发育过程中代谢状态的转变也经常被忽略。因此有关小鼠早期胚胎发育过程中代谢基因的表达情况、表观遗传状态及其动力学特征的变化仍然没有被揭示。目前对于胚胎代谢分子机制的了解主要建立在对胚胎干细胞的研究上，它们不同的多能性状态可以对应不同的胚胎时期，通过对这些细胞的研究可以获得一些合成和分解代谢的关键信息以及代谢网络是如何整合到已有的多能性网络中。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种调控哺乳动物体外胚胎发育的方法，通过降低或升高胚胎中L-2-羟基戊二酸的含量调控胚胎发育。

本发明的第二目的在于提供一种L-2-羟基戊二酸在制备抑制哺乳动物体外胚胎发育产品中的应用。

第一方面，本发明提供了一种调控哺乳动物体外胚胎发育的方法，通过降低胚胎中L-2-羟基戊二酸的含量促进胚胎发育；

或者，通过升高胚胎中L-2-羟基戊二酸的含量抑制胚胎发育。

作为进一步技术方案，所述降低胚胎中L-2-羟基戊二酸的含量的方法包括：升高受精卵中L-2-羟基戊二酸脱氢酶的含量；

优选地，所述升高受精卵中L-2-羟基戊二酸脱氢酶的含量的方法包括：在受精卵中过表达L-2-羟基戊二酸脱氢酶。