中文摘要：

以IVF为代表的ART技术是当前不育症治疗的最有效方法，我国ART儿正以每年数万计出生。由于ART过程正好与人类基因组重编程时期重叠，其引发的子代基因组DNA甲基化修饰等表观遗传学异常，已经成为ART安全性最为关注的热点之一。胚胎体外培养是IVF技术的核心环节，蕴含了部分能被子代发育所耐受的非生理性干扰，其潜在影响很有可能对个体的生命质量和生殖健康带来安全隐患。本项目拟以胚胎发育过程中的表观遗传动态变化和胚胎体外培养中的非生理因子可能引起的表观遗传修饰异常为切入点，研究小鼠胚胎体外培养中的高氧暴露、非最适简单培养液体系等非生理因子对（1）植入前胚胎发育和植入潜能、（2）植入后胎儿表观遗传修饰以及发育能力、（3）子代表观遗传特征和临床表型的影响及其可能机制；同时根据动物研究结果提示信息，进行两类培养体系的人类ART子代的表观遗传缺陷筛查，为ART子代的健康决策和早期治疗干预提供理论依据。

结论摘要：

我们首先进行了ART小鼠生产平台构建，获得4种体外培养体系的F1，F2模型小鼠。各组培养体系小鼠早期胚胎发育潜能研究发现，两组简单培养组的受精率、卵裂率、胚胎发育率、小鼠出生率及存活率较两组序贯培养组显著降低，而相同培养液的高氧组与低氧组之间则无显著性差异。人类ART回顾性资料分析也证明，简单培养基体外培养体系获得的优质胚胎数明显减少，临床妊娠率和胚胎植入率明显低于序贯培养组。对体外培养（IVC）出生小鼠表型分析发现胚胎体外培养可影响ART子代的出生体重，子代脑组织出现比重降低现象，但小鼠的发育期生殖能力检测和水迷宫行为学实验结果提示体外培养ART小鼠与体内培养(VVC)及自然妊娠子代之间无显著性差异。鉴于简单培养体系ART小鼠发生脑组织比重降低的异常表型，我们进行IVC子代脑组织全基因组甲基化水平分析，发现与自然妊娠出生的小鼠相比,小鼠脑组织多个基因的多个位点发生了异常的甲基化，CpG岛发生高甲基化比低甲基化的基因更为普遍，而且异常的甲基化表观遗传改变可传递至子二代；鉴于人类ART子代随访中发现的脂质代谢异常表型，我们进行了IVF小鼠肝脏组织的LncRNA芯片分析，发现与自然妊娠小鼠比较，IVF小鼠存在差异表达的LncRNA，差异LncRNA涉及多条信号通路，下调的LncRNA涉及包括剪接体、NK-kappaB信号途径、半胱氨酸和甲硫氨酸代谢等相关信号通路；上调的LncRNA涉及包括MAPK信号途径、脂肪细胞因子信号途径、抗原处理与传递等相关信号通路。CNC分析寻找差异LncRNA相关的mRNA，发现Gm5196与调节体内脂类代谢平衡的重要基因Osbp15相关，推测ART操作导致了LncRNA Gm5196的表达下调，从而影响胆固醇平衡的Osbp15基因表达，这种表观遗传改变进而影响子代脂代谢的调控。我们进一步以人类ART多胎妊娠的减胎组织为研究对象，证实IVF子代与自然妊娠子代早期胚胎组织的印迹基因表达及基因DMR区CpG岛的甲基化水平存在差异，ART对印记基因的影响是通过改变差异甲基化区CpG岛的甲基化修饰而改变印记基因的表达。但同时发现部分印记基因（H19DMR，MEST）的异常甲基化与基因的表达水平没有明确的关联，与基因表达验证上存在不一致的情况，说明CpG岛可能无法全面理解甲基化差异造成的影响，甲基化的生理调控功能可能存在其他的机制和途径。