本实验室利用转臂式生物反应器(RWVB)所产生的模拟微重力环境对小鼠受精卵进行体外培养,以平面培养作为对照,观察模拟微重力环境对小鼠受精卵的影响情况。通过单细胞测序发现C57小鼠受精卵在hCG 20h、hCG后20h平面培养9h与hCG后20h微重力培养9h存在7个差异基因。本实验以昆明小鼠为研究对象,通过Q-PCR方法验证这七个差异基因:Tmem59、Teddm1b、1600010M07Rik、Lars2、Ndufa4、Nts和Papolog的相对表达情况,与单细胞测序结果进行比较计算准确率。挑选出差异基因Ndufa4,通过Q-PCR、构建载体、干扰、显微注射等方法研究Ndufa4的功能机制。以hCG 20h为对照组(A组)、继续平面培养9h(D组)、继续微重力培养条件下培养9h(E组)。本实验室党楠楠通过单细胞测序发现:D与E组表达差异1.5倍以上的基因共7个。本实验通过Q-PCR方法在昆明小鼠受精卵对Tmem59、Teddm1b、1600010M07Rik、Lars2、Ndufa4、Nts和Papolog这七个单细胞测序结果验证发现:这七个基因在D组与E组相对表达量显著差异的基因有Lars2、Tmem59、Ndufa4和1600010M07Rik;D组与E组相对表达量显著不差异的基因为Papolg与Nts;而Teddm1b基因则由于表达量过低未检测出。单细胞测序结果验证结果准确率为66.7%。初步筛选出Ndufa4基因,以hCG后20 h时雌雄原核均出现的状态作为受精标志,构建Ndufa4的表达载体与干扰SiRNA,通过显微注射观察对受精卵的发育影响。结果显示:显微注射后小鼠受精卵囊胚率显著降低。以hCG 20h后显微注射水为对照,显微注射pEGFP-Ndufa4表达载体为实验组,通过Q-PCR检测Bcl家族Bax、Bak、Bcl-xl和Bcl-2基因(其中Bax、Bak为促凋亡基因,Bcl-xl与Bcl-2为抑凋亡基因)的相对表达量。结果表明:过表达Ndufa4基因会使小鼠Bax与Bak显著升高;引起细胞线粒体凋亡的蛋白cyt C的相对表达量也显著升高。以hCG 20h后显微注射水为对照,显微注射Ndufa4的SiRNA为实验组,通过Q-PCR检测Bcl家族Bax、Bak、Bcl-xl和Bcl-2基因(其中Bax、Bak为促凋亡基因,Bcl-xl与Bcl-2为抑凋亡基因)的相对表达量。结果表明:干扰小鼠Ndufa4基因的表达会导致Bax的相对表达量显著升高;cytC的相对表达量也显著升高。Ndufa4的过表达或者干扰均可能会影响凋亡因子的表达,最终导致受精卵凋亡。