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山羊奶制品是现代奶业的重要组成部分,但是在中国奶山羊遗传品质低下限制了该产业稳定发展。动物克隆技术中的体细胞核移植(SCNT)是家畜育种的新手段,主要存在效率低、克隆重构胚胎发育异常和后代存活率低等问题,其中核供体细胞的表观遗传状态被认为是影响SCNT克隆效率的关键因素之一。本实验选取三种小分子化合物TTNPB、DZNeP和Forskolin(TDF)处理奶山羊克隆供体细胞,对比分析细胞形态变化、克隆重构胚胎的体内外发育,并通过RNA-seq和qRT-PCR检测小分子化合物影响的分子机制。 研究结果如下: 1、通过对实验组和对照组细胞膜标记和核染色形态检测发现,小分子化合物处理5-10天的奶山羊体细胞胞质收缩、细胞核变大。 2、体细胞转录组测序分析显示,51个与重编程、胚胎发育、细胞分裂和染色质调节相关基因中,包括SOX2、POU5F1、SNAI1和CD44等21个基因表达上调;包括GATA4、CD14和CD34等16个基因表达下调。其中小分子化合物处理5天时有7个基因的表达显著上调(DNMT3B、UTF1、ESRRB、TET1、NCAPH、TP53和USF1),然而在处理10天时不表达或表达量很低。 3、通过qRT-PCR检测干细胞关键6个基因表达结果显示,OCT4和TP53在小分子化合物处理第5天分别显著(P<0.05)和极显著上调(P<0.01);SOX2分别在处理第5天和第10天极显著(P<0.01)和显著上调(P<0.05);KLF4和P21在处理第5天和第10天基本不变或者下调;NANOG在处理第5天的基因表达基本不变,但到处理第10天显著上调(P<0.05)。 4、将实验组和对照组的细胞作为核供体进行SCNT,发现经小分子化合物处理的实验组第5天的核供体细胞-受体卵子融合胚融合率显著高于对照组(82.26%vs57.84%,P<0.05)。克隆重构胚胎的卵裂率与2-4细胞早期胚胎体外发育率在处理第10天的实验组略高于对照组,但是没有显著性差异。 5、把2-4细胞阶段的克隆重构早期胚胎移植到同期发情调整的受体母羊后,不论是奶山羊体细胞处理组还是对照组均获得了受胎结果,但是克隆动物发育及后代是否正常正在跟踪检测。 本实验应用三种小分子化合物TDF对奶山羊成纤维细胞进行处理,探讨了其对于细胞形态变化、SCNT细胞融合、克隆重构胚胎的体内外发育能力的影响,并通过RNA-seq和qRT-PCR检测小分子化合物影响的分子机制。实验结果证明小分子化合物TDF能够影响细胞形态变化、表观遗传和干细胞重编程相关基因的表达变化,为探索奶山羊等家畜克隆技术产业化应用提供了新思路,相关分子机制与高效克隆技术流程的建立将进一步研究。