体外受精(in vitro fertilization, IVF)技术帮助很多不孕夫妇获得了后代,但随之而来的安全性也是不容忽视的。据流行病学调查和动物模型研究证实,体外受精技术可能导致一系列问题,例如胚胎丢失、早产、围产期死亡、胎儿低出生重以及成年以后患病风险的增加等。迄今为止,已有大量研究利用测序技术(如芯片、RNA-seq)在小鼠、牛和羊等物种上探索这些问题。近些年新兴起的miRNA组学测序也很多,主要集中在人类疾病方面,同时在鼠、羊、牛中也有报道。在蛋白方面用串联质谱法在胚胎上的研究也很多包括小鼠、牛、猪等。这些针对体内外差异的研究发现了大量与异常子宫内发育、不正常产后发育以及后代患病风险增加相关的重要基因、miRNA与蛋白。然而,目前的研究大多数针对胚胎和孕体,对胎盘(胎儿正常生长发育非常重要的器官)的研究较少,特别是能够追溯到胎盘形成早期的研究,据我们所知还没有报道。本研究以小鼠为模型,收取了E7.5、E10.5两个发育关键时间点的胚外组织／胎盘,与此同时,在采集过程中记录每组样品发育表型。利用高通量测序技术(包括转录组、miRNA组与蛋白质组),研究体外受精、体外培养对早期胚外组织/胎盘基因表达和表观修饰的影响。通过生物信息学在横向和纵向深度挖掘导致体外组发育异常的分子机制。结果显示,E7.5体外组已出现了胚外组织发育异常,与体内组相比,正常胎儿数量降低,并且出现了发育迟缓和退化现象。并且,体外组E10.5胎盘具有异常的血管表型。且胎盘的异常一直持续到E19小鼠出生之前。在E19对孕鼠进行剖腹产,取出胎儿和胎盘分别称重统计,发现体外组胎儿平均重量低与体内组,而胎盘平均重量高与体内组,提示胎儿和胎盘发育均存在一定程度的异常。为了从表观修饰的角度揭示体内外胚外组织/胎盘基因表达调控的分子机制,本研究对E7.5和E10.5体内外胚外组织/胎盘的转录组、蛋白质组及miRNA组层面的数据进行分析。分析结果表明大量的差异基因和蛋白集中在代谢、血管发生、造血、转运和细胞骨架这些条目中。同时还发现了调控以上通路基因的miRNA,以及很多重要的体外组miRNA调控模式。同时提出了体外组胚外组织／胎盘整体甲基化水平偏低的表达现象,并首次提出体外组异常的发生主要源于转录后调控的新观点。本研究首次同时通过转录组、miRNA组及蛋白质组三个层面的高通量测序技术探索了E7.5、E10.5体外受精产生的胚外组织/胎盘与体内发育表达模式的差异。系统地阐述了体外胎盘异常发育的分子机制,并提供了大量导致胎盘发育异常的候选基因,这一研究为更好地优化体外受精培养体系提供了参考。