是什么推动了胚胎发育？染色体正常还是线粒体？

抽象

目的。报道高mtDNA含量的整倍体胚胎的终止。设计。报告2例。设置。私人生育诊所。耐心。2例患者，45岁和40岁，接受体外受精治疗。干预。成熟的卵母细胞收集从两个卵巢刺激玻璃化。Postthaw，由幸存胞浆内单精子注射（ICSI）卵母细胞成熟后行施肥。植入前遗传筛选（PGS）和线粒体DNA（mtDNA）的拷贝数，使用下一代测序（NGS）来完成。全活检的胚胎中唯一正常的胚胎具有最高的“Mitoscore”的价值，是在两种情况下的唯一被捕的胚胎。因此，胚胎移植被取消。主要观察指标。解冻后存活率和受精率、胚胎整倍性、mtDNA拷贝数和胚胎发育。结果。在两个病人中，PGS后只有1个胚胎是整倍体。两个胚胎的mtDNA拷贝数在所有被测试的胚胎中都是最高的，并且两个胚胎在进一步发育时都被阻止。结论。这些病例清楚地表明线粒体dna值(有丝核)和胚胎的染色体状态之间缺乏相关性。

1.简介

卵子捐献周期数据表明，年龄相关性女性生育能力下降主要是由于卵母细胞数量和质量的下降以及非整倍体率的增加，而不是由于子宫内膜容受性的改变[1,2]。

哺乳动物卵母细胞是人体内的长寿细胞。它们在胚胎卵巢中已经开始减数分裂，减数分裂停止时间很长[3.]。卵巢老化的特征是卵巢卵母细胞储备的定量和定性改变[4]。

线粒体在卵泡闭锁核心作用，可能是决定卵母细胞质量的老化不利影响的卵胞质因素的主要目标。事实上，卵母细胞是人体的线粒体中最富有的小区，在这些细胞器在很大程度上取决于收购能力受精和早期胚胎发育[4]。用PGS评估线粒体dna的数量被认为是一种鉴定具有最高能力导致健康妊娠和活产的胚胎的新方法。“Mitoscore”是表示胚胎中mtDNA规范化含量的值，表示样本中mtDNA的总含量[5,6]。

2.材料和方法

我们在此描述2箱子患者，谁是我们的中心，为原发不孕，在那里可以观察到缺乏线粒体DNA含量和胚胎的染色体信息之间的相关处理。

2.1。案例1

45岁的患者呈现出8年的原发不孕史。她因胚胎发育不良和高不成，而不胚胎移植其他地方的一个ICSI治疗经历。

为了提高患者对怀孕并且由于患者的年龄机会，重复刺激卵巢卵母细胞的积累[7在随后的icsi程序中，建议使用PGS(着床前遗传筛查)检测胚胎，并评估有丝核[8]。考虑到国家禁止捐赠卵子和胚胎冷冻的法律法规，专家们给出了建议。

两个刺激周期后，使用长GnRH(促性腺激素释放激素)激动剂方案，共24个中期II卵母细胞玻璃化。胚胎移植计划在一个温暖的卵母细胞胚胎移植周期(WOET)，使用激素替代周期子宫内膜准备。

当内膜出现足够厚度和图案时，24个中期玻璃化卵母细胞全部解冻，全部存活，行ICSI。21枚卵母细胞成功受精(2pn -原核)和1枚3PN。胚胎在第2天高度碎裂，第3天分裂缓慢。第3天对11个在第3天发育到4个以上细胞的胚胎进行活检[9]。第5天，1个胚胎发育为早期囊胚，3个胚胎发育为致密桑葚胚，1个胚胎发育为9细胞期，6个胚胎被捕获。PGS显示非整倍体胚10个，整倍体胚1个。核分裂值最高的胚是唯一的整倍体胚;但是它被逮捕了(表1)。没有进行胚胎移植。10个非整倍体胚胎在第5天注释如下:1个为早期囊胚，3个为致密morulae, 6个为细胞期。

2.2。案例2

第二种情况是40岁的患者原发性不孕原因是，从2年8次失败的尝试梗阻性无精子。患者接受的促性腺激素释放激素拮抗剂方案2个刺激循环;但是有PGS后不整倍体胚胎，所以没有胚胎移植已完成。在促性腺激素释放激素拮抗剂方案2个附加增产处理卵母细胞的积累和与两个刺激进行，共18个卵母细胞收集和17中期II和玻璃化。

胚胎移植计划在一个温暖的卵母细胞胚胎移植周期(WOET)，使用激素替代周期子宫内膜准备。当出现衬具有适当的厚度和图案，卵母细胞解冻。在卵母细胞解冻的日子，进行新的细针穿刺（FNA）。15个卵母细胞解冻后存活并全部与活动精子注射。10例正常受精。使用NGS PGS是为9个胚胎完成。8均异常和一个正常。唯一正常胚胎具有最高的Mitoscore值，是唯一一个被逮捕（表2)。由于胚胎发育不良，没有进行胚胎移植。8个非整倍体胚胎在第5天注释如下:4个达到胚泡早期，2个为致密morulae, 2个为7个和10个细胞。

3.讨论

早期对人类线粒体和线粒体dna与卵巢老化关系的研究主要集中在对卵母细胞的分析上，而不是对胚胎的分析。他们中的大多数报告说，mtDNA拷贝数要么保持不变，要么在老年妇女中减少[10]。一项回顾性研究发现，在整倍体胚胎中，高mtDNA拷贝数意味着胚胎植入潜力较低[5]。

在我们的第一个案例中，队列中唯一的整倍胚的核分裂值为505.26，这是一个非常高的数字。同样在第二例中，唯一正常胚胎的核分裂值为181.10，是全活检胚胎中最高的。

从与线粒体DNA分析支持该假说，即在胚胎的mtDNA拷贝数没有高能能力的直接指示单个整倍体胚胎转移数据，而这是有活力应力的指标，因此它可以潜在地用于预测注入能力[5]。升高的线粒体水平是最有可能是补偿机构正常化三磷酸腺苷（ATP）的生成从具有降低的功能细胞器所得的结果。线粒体在老年仓鼠和小鼠的卵母细胞已经显示出产生更高水平的活性氧簇（ROS），产生更少的ATP，其指示向动态过程，诸如胚胎植入前发育的支持较少的[11]。在人类中，如果这种情况发生，老年妇女的胚胎中可能需要增加线粒体数量，以维持所需的ATP水平。

尽管本例中的胚胎是整倍体，但发育不佳，表现为分裂缓慢和高碎裂。许多人都以发育停滞而结束。在第3天进行活检，在第5天早上得出结果。尽管有人可能会对第三天活检的局限性争论，但已经证明，第三天胚胎活检可以代表整个胚胎;因此，可用于PGS的临床分析[12]。

发育停滞是在子宫内的早期胚胎停止正常完成前，ROS参与了这一过程[13]。细胞中约90%的ROS是由线粒体产生的[14,15和高水平的ROS与mtDNA损伤有关。显然，mtDNA由于靠近氧化剂的来源而特别脆弱。最初，ROS引起线粒体损伤，从而导致氧化产物的增加，进而导致进一步的线粒体损伤。旧的线粒体在形态和功能上出现改变，产生更多的氧化剂和更少的ATP [16]。

也许，胚发育从旧的卵母细胞经历了一定程度的压力，因此需要更多的能量。Mitoscore值较高可能与胚胎的代谢增高的要求有关。这可能是因为线粒体代谢确实对染色体分离的准确度有效的，因为ATP所需的正确的卵母细胞纺锤体组装和染色体排列。

在我们的情况下，整倍体胚胎表现出升高Mitoscore值，而Fragouli的研究表明，线粒体DNA非整倍体胚胎增加的趋势。这些相反的研究结果表明现有的缺乏有关mtDNA含量和非整倍升高之间的直接关系的信息。

4。结论

这些病例证明了mtDNA含量、女性年龄和胚胎发育之间可能的关系，尽管胚胎的有丝分裂核和染色体信息之间缺乏相关性。由于很大一部分形态和染色体上正常的胚胎不能植入，未来的研究应该评估非植入的整倍体胚胎中异常的mtDNA水平是否可能是植入失败的原因之一。

有研究表明，降低Mitoscore值，较高的着床率[5]，和整倍体胚胎具有更高着床率[17];也就是说，整倍体胚胎具有较低的有丝核值。

目前的病例清楚地表明，通过第3天的活检来评估，有丝核和胚胎的染色体状态之间似乎没有相关性。

未来的随机对照试验应评估胎儿染色体状态和mtDNA含量和进入线粒体DNA是否确实具有与胚胎的染色体状态的任何相关性之间可能存在的关联。

利益冲突

没有任何利益冲突需要声明的作者。

参考

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