植入前发育是指胚胎从受精到植入子宫这一时期的发育过程,目前对于植入前胚胎基因表达模式的研究主要集中在通过比较各个时期的基因表达谱,来确定期间发生一系列发育相关的关键性事件。2细胞时期是植入前胚胎发育的关键时期之一。在这一时期内,基因表达模式发生了根本性的改变,小鼠胚胎的发育由母源控制过度到了合子基因组控制,即母源性mRNA降解即将完成,合子基因被激活,形成新的表达模式。胚胎发育的基因表达模式的改变,并不仅仅是几个关键基因的开启,而是涉及到了复杂的基因网络的变化,基因芯片(DNA microarray)以其高通量检测基因表达的特点为本研究提供了有效手段。为了研究小鼠胚胎2细胞时期的基因表达模式,本实验通过固定时间超数排卵,hCG注射后大约38h,合子发育到2细胞时期,此时期一直延续12h左右。我们分别以hCG注射后40小时和49小时取小鼠2细胞胚胎,作为实验材料,提取RNA,经过处理后与36k Mouse Genome Array基因组芯片进行杂交。所得芯片数据采用差异基因筛选,生物学通路分析(pathway analysis)和基因本体论数据库基因功能分类分析(Gene Ontology analysis)。研究结果如下:1.在小鼠2细胞时期,表达的基因有5 136个,占小鼠全部基因的20.5%。2.通过差异基因筛选,晚期和早期胚胎的差异表达的基因有1 248个,其中上调基因有847个,下调基因有401个。差异基因占该时期表达基因的24.3%。3.这些差异基因通过生物学通路分析,大多数基因都参与细胞粘附分子介导的信号通路、细胞骨架通路、细胞周期通路、MAPK通路等,在和发育相关的wnt、Notch、BMP通路里,也有大量的成员表达量发生改变。4. Gene Ontology分析表明,差异基因的产物主要有催化活性(占47.5%)和结合活性(33.1%),主要分布在细胞质中,其参与的过程包括代谢、定位、发育等方面。本实验筛选出大量与小鼠2细胞胚胎发育相关的基因与信号通路,其中一部分基因以及信号通路前人在植入前胚胎发育方面已经做了大量的研究工作,但也有相当一部分基因在植入前胚胎发育方面的研究尚未见报道。所筛选的基因对于理解哺乳动物植入前胚胎发育的分子过程的基础研究有很大参考价值,同时也能为如何提高核移植效率提供参考。对这些基因功能及表达调控方面的研究工作的开展很可能有助于我们更进一步理解哺乳动物植入前胚胎发育的分子机制。