ATM/H2AX调控DNA损伤精子受精后受精卵细胞周期G2/M检验点的机制研究

在国家基金小额探索项目（30872771，2009.1-2009.12）研究中发现：氧化应激性DNA损伤精子受精后可激活修复蛋白H2AX参与受精卵损伤修复，且受精卵进入M期开始卵裂和完成卵裂的时间均延迟；而抗氧化剂EGCG则促进冻融胚胎发育。因损伤修复相关分子ATM、H2AX与细胞周期检验点关系密切，那么：受精卵发育阻滞是否因受精卵损伤修复时G2/M检验点分子Chk1/Chk2激活引起？或ATM/H2AX能否通过影响Chk1/Chk2表达介入受精卵细胞周期调控？为此，我们设想：受精卵细胞周期G2/M检验点存在ATM/H2AX分子调控，该检验点激活与受精卵损伤修复有关。本课题拟在受精卵和XEE无细胞体系中，采用多种技术和干预措施，研究Chk1/Chk2激活，及与ATM、H2AX的调控依赖关系；探讨抗氧化剂对受精卵保护作用机制，完善受精卵修复理论，为研究冷冻精子氧化应激性DNA损伤防治提供依据

精子DNA损伤修复受精后发生，机制不明。课题组开展了氧化应激性DNA损伤精子受精后受精卵损伤修复等方面研究，获得创新性成果：冷冻/H2O2引起的氧化应激性DNA损伤可激活修复蛋白H2AX，介导精子针对DNA损伤的应答反应；氧化应激性DNA损伤精子受精后，同样可激活受精卵修复蛋白H2AX参与DNA损伤精子受精后受精卵修复。同时受精卵细胞进入M期开始卵裂和完成卵裂时间延迟，出现了受精卵细胞周期G2/M期阻滞现象，为DNA损伤精子受精后受精卵修复提供时间保障。受精卵发育阻滞机制可能是：氧化应激性DNA损伤精子体外受精后胚胎细胞在第一次有丝分裂细胞周期启动了G2/M细胞周期检验点。受精卵DNA损伤修复机制可能是：氧化应激性DNA损伤精子受精后不仅修复蛋白H2AX，及上游分子ATM参与了受精卵损伤修复，而且ATM还可能通过激活细胞周期G2/M检验点分子Chk1启动细胞周期检验点功能，进而激活Cdc25家族成员发挥作用。受精卵发育阻滞的生物学意义：研究还发现实验组和对照组1-细胞，2-细胞，4-细胞，8-细胞胚胎，桑葚胚、囊胚的凋亡率、胚胎细胞总数差异均无统计学意义。综上，提示ATM/H2AX参与了DNA损伤精子受精后受精卵细胞周期G2/M检验点机制调控，为临床上应用冷冻精子的安全性提供了一定的实验依据。添加抗氧化剂EGCG可促进冻融精子受精后受精卵发育，且EGCG可影响ATM信号分子的表达；故从减少氧化应激角度探讨了受精卵保护作用等问题，完善了DNA损伤精子受精后受精卵修复理论，为研究冷冻精子氧化应激性DNA损伤防治措施提供了依据，也为寻找降低DNA损伤精子遗传风险的策略方法提供新思路。发表标注基金资助SCI论文3篇、专业核心期刊论文1篇，其中2篇SCI研究论文影响因子>4分，培养研究生5名。