精子组蛋白异常保留区印记基因PEG3在原因不明复发性流产中的作用机理

The epigenetic information of sperm plays an important role in the early development of embryos.Histone retained at imprinted genes and their DNA methylation errors could be passed to offspring in affected embryonic development and led to early miscarriage.In our pre-experiments,we found that the sperm histone-protamine alternation and methylation level of imprinted gene PEG3 were abnormal in unexplained recurrent spontaneous abortion (RSA) group.The sperm carried the abnormal epigenetic information might lead to abnormal embryonic development and cause abortion.The research intends to explore that sperm imprinted genes of abnormal histone retained and the methylation levels of PEG3 will transmitted to the progeny embryos,how dysplasia fluff will lead to the occurrence of miscarriage. We will screen imprinted genes of abnormal histone retained through chip combined with promoter microarray analysis. Pyrosequencing detected the methylation levels of imprinted genes in sperm and abortion villi.In animal level,we will discuss aberrant imprinted genes on the development of embryos.We will study the mechanism by overexpression or silencing of imprinted gene PEG3.The research can enrich the etiology and re-evaluate the role of sperm epigenetic factors in RSA. Aslo,it can provide some theoretical basis for the diagnosis and treatment of this disease.

精子表观遗传信息对于早期胚胎的发育有着重要的作用，组蛋白保留区印记基因的甲基化错误可以传递到子代影响胚胎的发育并导致早期流产的发生。本课题前期实验发现原因不明复发性流产患者配偶的精子组-精蛋白转换异常，印记基因PEG3启动子甲基化异常，携带异常表观遗传信息的精子可能导致胚胎发育异常。本课题拟探究精子组蛋白异常保留区的差异印记基因，进一步验证PEG3的甲基化异常影响子代胚胎绒毛发育，异常的绒毛将导致流产的发生机制。主要通过染色质免疫共沉淀联合启动子芯片技术来筛查精子组蛋白异常保留区的差异印记基因，焦磷酸测序检测精子和流产绒毛组织印记基因PEG3甲基化水平。在动物水平，探索异常的印记基因对胚胎发育的影响，通过过表达/沉默印记基因PEG3探究其具体的作用机制。本研究能丰富复发性流产的病因学，重新评估男性精子表观遗传因素在复发性流产中的作用，为该疾病的诊断和治疗提供一定的理论依据。

印记基因表观遗传信息对于早期胚胎的发育有着重要的作用，印记基因的甲基化错误可能影响胚胎的发育并导致早期流产的发生。本课题探讨不明原因复发性流产与配偶精液常规参数，精子正常形态率，精子核蛋白组型异常率的关系，发现流产组精液体积、精子浓度、前向运动精子百分率、精子正常形态率与对照组相比差异无统计学意义，而精子核蛋白组型异常与对照组比较差异有统计学意义。不明原因复发性流产与配偶精液常规参数没有相关性，而与精子核蛋白组型异常可能存在一定的相关性。芯片筛查原因不明复发性流产与人工终止妊娠绒毛DNA甲基化芯片结果的差异情况，原因不明复发性流产与人工终止妊娠绒毛间的CpG甲基化位点差异为1 768个(623个高甲基化位点，1 145个低甲基化位点) ；两组在5'UTR中甲基化差异基因包括NR1D2，ZNF808，SIX2，MNDA，ZNF502，ZMAT1，生物信息学分析差异CpG位点所在基因和差异甲基化区域身份和功能；这些基因位点主要与胚胎肢体发育、神经细胞凋亡和增殖、免疫应答调节和炎症反应等密切相关。虽未发现绒毛之间PEG3平均甲基化水平有差异，但是甲基化模式有改变。而筛选出重要的印记基因的DMR区甲基化水平，其中LIN28B,Peg10,WIF1和MKRN3的DMR区平均甲基化水平有差异，并且免疫组化确证在蛋白表达水平有差异。综上所述，胚胎绒毛印记基因的甲基化表观异常的改变可能是导致原因不明复发性流产发生的重要因素。项目资助发表SCI 2篇，北大核心2篇，其他论文5篇。培养硕士生3名，在读博士1名。项目投入经费23万元，支出20.272万，各项支出基本与预算相符。剩余经费2.728万元，剩余经费计划用于本项目研究的后续支出项目。