体细胞核移植(Somatic cell nuclear transfer,SCNT)在动物育种、生物医学、异种器官移植、干细胞及重编程机制的研究等方面具有重要的应用潜力。核移植后,体细胞将发生全方位的重编程,使移植后的体细胞核能够发生类似于合子基因组激活(Zygote genome activation,ZGA)的过程。大量的研究表明,表观遗传修饰异常是SCNT重编程的主要障碍。已报道的SCNT重编程过程出现的异常表观遗传修饰包括DNA甲基化、组蛋白甲基化及乙酰化等。其中组蛋白甲基化修饰在体细胞重编程及胚胎早期发育过程中扮演着重要角色。近期的研究表明H3K27me3在小鼠和牛上是SCNT重编程的一个重要表观遗传障碍。相较于体外受精(In vitro fertilization,IVF)胚胎,小鼠SCNT胚胎在2细胞阶段之前,牛SCNT胚胎在2到8细胞阶段,基因组表现出整体异常高H3K27me3修饰。在小鼠早期胚胎发育阶段,通过过表达kdm6a能够显著提高SCNT胚胎的发育率;通过敲低kdm6b可以使kdm6a表达量升高,促进ZGA,更进一步提高了SCNT胚胎的发育率。在牛早期胚胎发育阶段,通过过表达KDM6A显著提高了SCNT重编程效率,提高了SCNT胚胎的发育率。本实验室之前初步研究表明,猪早期克隆胚胎可能存在异常高H3K27me3修饰,采用小分子抑制剂GSK126处理降低细胞和胚胎中的异常高H3K27me3修饰,处理组克隆囊胚率升高。但这种抑制剂具有高毒性,会导致重编程受损,影响胚胎发育。因此,本研究的目的是进一步评价猪早期克隆胚胎中是否存在异常高H3K27me3修饰,是否可以通过直接调控H3K27me3建立的酶(KDM6A和KDM6B)来降低猪早期克隆胚胎中的异常高H3K27me3修饰,提高猪SCNT胚胎的发育效率。为了回答上述问题,本次研究首先检测了猪IVF和SCNT早期胚胎不同时期的H3K27me3修饰模式,结果表明,SCNT胚胎在2和4细胞期具有明显H3K27me3高富集。在此基础上,通过在SCNT胚胎激活5-6 h后注射KDM6A mRNA来过表达KDM6A,结果显示,过表达KDM6A可以降低SCNT胚胎2和4细胞期高H3K27me3修饰,并显著提高SCNT胚胎发育率。有研究表明,在小鼠上敲低kdm6b可以使kdm6a表达量升高,进一步提高SCNT胚胎发育率。为了验证在猪上是否可以通过敲低KDM6B提高SCNT胚胎发育率,通过在SCNT胚胎激活5-6 h后特异性注射KDM6B siRNA来敲低KDM6B,结果显示,该方法并不能降低SCNT胚胎2和4细胞期基因组的高H3K27me3修饰,而且会导致克隆胚胎发育率显著降低。综上,本研究得出以下结论:1.SCNT胚胎在2和4细胞期H3K27me3修饰水平显著高于IVF胚胎。2.过表达KDM6A能有效降低SCNT胚胎2和4细胞期高H3K27me3修饰,提高猪SCNT胚胎发育率。3.敲低KDM6B不能降低SCNT胚胎2和4细胞期高H3K27me3修饰,而且会影响猪SCNT胚胎发育率。