体外受精技术(IVF)子代的代谢性疾病风险的机制研究及防治策略

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81671468
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0419.胎儿相关性疾病与胎源性疾病
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

In vitro fertilisation (IVF) has revolutionised human reproduction and enabled millions of previously infertile couples to have children. However, clinical data collected in recent years indicates that children conceived by IVF are at increased risk of developing type 2 diabetes and cardiovascular disease. These findings have been mirrored in IVF mouse models. In 2014, we reported for the first time that young IVF adults (<26 years) display peripheral insulin resistance, which is considered a hallmark of these metabolic diseases. We observed similar results in genetically identical, young adult C57Bl6/J mice that were generated utilising state of the art embryo culture. Our pilot data indicates there is a reduction in mitochondrial content in the blastocysts as a result of IVF. This proposal will now build on these preliminary findings to assess the mitochondrial metabolism in the oocytes, 2-cell embryos and blastocysts, metabolically active tissues of IVF offspring produced by different treatments, to examine the phenotypes of glucose metabolism and the levels of transcription, DNA methylation and protein expression of mitochondrial related genes in IVF offspring. Therefore, this proposal will determine if a delay in mitochondrial development in IVF mouse blastocysts is translated into metabolically active tissues of IVF offspring (muscle, liver and adipose tissue) and results in the insulin resistant phenotype; whether the metabolic phenotype observed in IVF is mainly related to the process of embryo culture; whether the impaired mitochondrial development and metabolic phenotype of IVF can be rescued by reducing the doses of ovarian stimulation including natural IVF or minimal stimulation, shortening the culture period such as 2-cell embryo transfer, or adding an antioxidant melatonin to mouse embryo culture. Findings from this body of work will drive pre-clinical studies to mitigate and/or eliminate the metabolic health risks of IVF for future generations.
体外受精技术(IVF)使数百万不孕症夫妇成功生育后代,但近年来的研究表明IVF子代的代谢性疾病如2型糖尿病的风险可能增加。本项目旨在之前的研究基础上在C57BL/J小鼠模型中检测不同治疗方式对卵细胞、2细胞胚胎和囊胚的线粒体代谢及胚胎发育的影响,分析子代的糖代谢和不同发育阶段代谢活跃组织的线粒体代谢、相关基因的转录、甲基化及表达分析,并了解在培养液中添加抗氧化剂褪黑素对胚胎发育及子代糖代谢表型的影响。本项目将明确IVF所致的胚胎线粒体发育异常是否延续至子代的代谢活跃组织或器官,并导致胰岛素抵抗;是否主要由体外培养所致;是否可以通过减少超排卵药物的剂量如自然周期IVF或微刺激IVF、缩短体外培养的时间如2细胞胚胎移植或者在培养液中添加抗氧化剂褪黑素等方式改善胚胎线粒体发育并消除IVF子代的胰岛素抵抗的风险。本研究将为人类临床前期试验提供理论依据,以实现在IVF子代中消除代谢性疾病风险的目标。

结项摘要

IVF(in vitro fertilization)是治疗不孕症常用的方法,至今约有800万婴儿通过IVF助孕后出生。但是大量研究发现IVF后代低出生体重,并且成年后肥胖和罹患代谢性疾病(例如2型糖尿病和心血管疾病)的风险增加。体外受精过程产生的大量氧自由基和代谢产物将对卵母细胞产生不良影响,干扰配子受精和胚胎发育,这可能是IVF胚胎发育迟缓甚至阻滞和后代不良代谢表型的重要原因。有研究通过向培养基中添加抗氧化剂来提高胚胎的质量。在人类前瞻性随机研究中,褪黑素可以改善卵的质量,增加成熟卵的数量,并可以通过口服的方式提高优质胚胎的比率。在小鼠实验中,在培养基中补充褪黑素可以上调线粒体DNA合成的基因转录,并增加线粒体DNA的拷贝数和生物合成。在本项目研究中,我们构建了小鼠模型,用于移植的囊胚是通过自然交配(对照组)或在有或没有褪黑素(10-6M)的IVF(分别为mIVF和IVF组)临床级受精和培养基中产生的,以分析褪黑素对IVF后代发育和代谢的影响。通过研究,我们发现IVF胚胎Fbxl7表达下调和发育迟缓,其在子代肝脏表达降低是导致IVF子代糖代谢紊乱的重要原因,而褪黑素可以通过上调肝脏Fbxl7的表达进而显著改善子代的表型。作为泛素化蛋白家族的成员,Fbx17通过PI3K-AKT和MAPK途径影响葡萄糖和脂质代谢。通过进一步的机制研究,我们还发现Fbxl7在IVF小鼠肝脏中受转录因子Foxa2调节。Foxa2也是肝特异性基因(如白蛋白和转甲状腺素蛋白)的转录激活因子,并在代谢调节和胰腺及肝脏分化中发挥重要作用。此外,我们还证明Fblx7通过靶向其下游基因Rhoa,在糖脂代谢中发挥调控作用,Rhoa的作用是在信号转导级联反应中充当分子开关,受到上游信号的刺激之后激活或关闭相应的信号通路,参与各种营养物质的代谢和分解。.总之,我们确定IVF导致的小鼠子代的肝脏组织Fbxl7表达异常与子代糖代谢异常的发生有关,并证实通过培养液中添加抗氧化剂褪黑素上调Fbxl7可以部分逆转子代的表型,这将推动临床前期实验以减轻IVF子代的远期糖尿病风险。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Systematic oxidative stress is not associated with live birth rate in young non-obese patients with polycystic ovarian syndrome undergoing assisted reproduction cycles: A prospective cohort study
系统性氧化应激与接受辅助生殖周期的年轻非肥胖多囊卵巢综合征患者的活产率无关:一项前瞻性队列研究
  • DOI:
    10.1016/j.ejogrb.2020.07.049
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    European Journal of Obstetrics & Gynecology and Reproductive Biology
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    Miaoxin Chen;Xin Huang;Yiping Liu;Shating Lei;Yuanyuan Wu;Zhiqin Chen;Ling Hong;Xiaoming Teng
  • 通讯作者:
    Xiaoming Teng
Depletion of exosomal circLDLR in follicle fluid derepresses miR-1294 function and inhibits estradiol production via CYP19A1 in polycystic ovary syndrome
多囊卵巢综合征中卵泡液中外泌体 circLDLR 的消耗会抑制 miR-1294 功能并通过 CYP19A1 抑制雌二醇的产生
  • DOI:
    10.18632/aging.103602
  • 发表时间:
    2020-08-15
  • 期刊:
    AGING-US
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Huang, Xin;Wu, Bi;Teng, Xiaoming
  • 通讯作者:
    Teng, Xiaoming
Association between ambient air pollution and pregnancy outcomes in patients undergoing in vitro fertilization in Shanghai, China: A retrospective cohort study
中国上海环境空气污染与体外受精患者妊娠结局的关系:一项回顾性队列研究
  • DOI:
    10.1016/j.envint.2021.106377
  • 发表时间:
    2021-01-19
  • 期刊:
    ENVIRONMENT INTERNATIONAL
  • 影响因子:
    11.8
  • 作者:
    Shi, Wenming;Sun, Chunyan;Teng, Xiaoming
  • 通讯作者:
    Teng, Xiaoming

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    10.14133/j.cnki.1008-9357.20210402001
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    功能高分子学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    陈昊文;陈淼鑫;刘晔宏;张钰华;徐首红
  • 通讯作者:
    徐首红

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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