DNA去甲基化参与哺乳动物的诸多生命过程,在早期胚胎发育和原始生殖细胞生成过程中发挥重要作用。在过去几十年的研究中有关DNA主动去甲基化的机制引发了很多讨论和关注,但很多观点仍存在争议。Tet蛋白以及它的氧化产物5hmC的发现,为DNA主动去甲基化机制的研究开辟了全新的视野。5hmC是重要的表观遗传标记,它主要作为一种中间产物,参与DNA去甲基化过程。本论文研究了Tet蛋白在小鼠早期胚胎DNA去甲基化过程中的作用,为深入了解Tet蛋白的功能提供了理论基础,并且可进一步了解小鼠早期胚胎发育过程中DNA主动去甲基化所依赖的机制。本研究首先系统验证了小鼠早期胚胎发育过程中5mC和5hmC在体内受精胚胎和孤雌激活胚胎中的定位及动态变化趋势,发现：受精卵中5mC和5hmC呈不对称分布,从PN1到PN5时期雌原核5mC水平缓和下降,而5hmC水平缓和上升,雄原核5mC水平剧烈下降,而5hmC水平剧烈上升。孤雌激活胚胎在原核期发育阶段仅有少量的DNA 5hmC发生,但在2-细胞期出现剧烈的DNA 5hmC重编程,说明父本基因组大量的5hmC生成主要发生于1-细胞时期,而母本基因组大量的5hmC生成主要发生于2-细胞时期。进一步检测发现2-细胞时期Stella含量会显著下降,这可能减弱了其对母本基因组的保护作用从而有利于Tet蛋白发挥其羟甲基化的作用。从2-细胞期到囊胚期发育过程中,孤雌激活胚胎和体内受精胚胎在5mC、5hmC以及Tet家族基因表达上呈现类似的动态变化模式,但孤雌激活胚胎的5hmC水平和Tet基因表达水平普遍低于体内受精胚胎,显示出二者在DNA甲基化重编程过程中的差异。通过进一步的研究发现,无论是孤雌激活胚胎还是体内受精胚胎,2一细胞晚期的5hmC水平显著高于早期,说明在2-细胞胚胎发育过程中有大量的5hmC的生成。为了研究这一现象与Tet蛋白的相关性,通过RNAi实验下调Tet基因的表达发现：孤雌激活2-细胞胚胎和受精2-细胞胚胎DNA 5hmC的生成均受Tet基因的调控,在孤雌激活胚胎中Tetl的作用更强,而在体内受精胚胎中Tetl和Tet3的作用更强。说明Tet基因不仅介导1-细胞胚胎DNA 5hmC的生成,亦可介导2-细胞胚胎DNA 5hmC的生成。同时RNAi实验还发现,Tet基因的下调会显著影响胚胎发育的囊胚率,说明Tet家族在胚胎发育过程中发挥比较重要的作用。最后本实验利用体细胞核移植技术,将小鼠胎儿成纤维细胞转入小鼠2-细胞胚胎细胞中,发现小鼠胎儿成纤维细胞的5hmC水平显著提高,说明小鼠2-细胞胚胎细胞质仍然具有调控DNA5hmC重编程的能力。综上所述,父本基因组大量的5hmC生成主要发生于1-细胞时期,母本基因组大量的5hmC生成主要发生于2-细胞时期。Tet基因不仅参与1-细胞时期5hmC的生成,也参与2-细胞时期5hmC的生成。2-细胞胚胎细胞质具有调控5hmC重编程的能力。本研究结果为了解Tet蛋白家族功能及哺乳动物早期胚胎DNA去甲基化机制提供了新的信息。