《Theriogenology》：Metabolomics reveals early predictors of blastocyst formation in equine ICSI-derived embryos
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本研究通过代谢组学分析Day4 ICSI马胚胎培养基，发现存活胚胎在DOPA、甘油脂等代谢物上显著优于非存活胚胎，提示代谢特征可作为早期胚胎筛选的生物标志物，提高辅助生殖技术效率。
埃莉娜·佐普（Elina Tsopp）、卡勒·基尔克（Kalle Kilk）、安德烈斯·甘比尼（Andres Gambini）、埃娃·特夫达（Eva Tvrdà）、安妮·维尔亚斯特-塞拉（Anni Viljaste-Seera）、乌尔丽卡·图皮茨（Ulrika Tuppits）、尤勒·雅克马（ülle Jaakma）
爱沙尼亚生命科学大学兽医医学与动物科学研究所，塔尔图，爱沙尼亚
摘要
通过卵子采集（OPU）和胞浆内精子注射（ICSI）技术进行的马胚胎体外生产在赛马繁殖中越来越受到重视，因为这种方法成功率较高，精液利用效率高，并且可以全年进行胚胎生产，包括那些生育能力有问题的母马或死后母马的胚胎。然而，由于评估早期ICSI产生的马胚胎的活力依赖于主观的形态学判断以及发育特征的可见性有限，这一过程仍然具有挑战性。非侵入性的代谢组学分析为提高胚胎选择效率提供了有希望的替代方法。本研究比较了能够发育到囊胚阶段的第4天ICSI产生的存活胚胎与停留在桑椹胚阶段的非存活胚胎的培养基代谢组谱。研究假设存活胚胎与发育能力相关的代谢特征存在差异。利用液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）技术，分析了单独培养的胚胎培养基中的氨基酸、脂质和其他代谢物。结果显示，存活的第4天胚胎消耗的二羟基苯丙氨酸（DOPA）明显多于非存活胚胎。存活的早期胚胎还表现出氨基酸衍生物（如马尿酸、谷氨酸、同型精氨酸）、甘油脂（如二甘油酯DG 18:0_20:0、甘油三酯TG 17:0_36:4）、磷脂酰胆碱（PC O-34:3、PC O-36:3）、胆固醇酯（CE 22:2）、神经酰胺（Hex2Cer d18:1/24:1、Hex2Cer d18:1/20:0、Cer d16:1/23:0）、脱氢表雄酮硫酸盐（DHEAS）和甘糖醛酸（GDCA）的分泌增加。这些发现表明，代谢组谱分析可以在第4天就识别出马胚胎的存活标志物，从而实现早期胚胎筛选，缩短培养时间，并改善玻璃化冷冻和移植效果。这项研究是首次对ICSI产生的马胚胎进行全面的代谢组学分析之一，为开发基于生物标志物的非侵入性检测方法、提高辅助生殖技术（ART）效率奠定了基础。
部分内容摘录
引言
近年来，通过卵子采集（OPU）和胞浆内精子注射（ICSI）技术进行的马胚胎体外生产在赛马繁殖中越来越受欢迎，因为它具有较高的成功率和其他实际优势[1]。ICSI的一个关键优势是能够从一份冷冻精液中全年生产数百个胚胎，从而优化了精液的利用。
动物使用与伦理
本研究使用了10匹4至18岁之间的私人拥有的爱沙尼亚赛马母马，这些母马在有利于马匹福利的标准饲养条件下饲养。在进行任何实验操作前，均已获得马主人的知情同意。所有实验方案均符合爱沙尼亚关于动物福利的相关国家法规。
结果
表1展示了本实验期间实验室观察到的卵子回收率、成熟率、裂变率和囊胚形成率，这些结果反映了最佳的培养条件及胚胎发育情况，与其他ICSI实验室的报告结果相当。
平均卵子回收率为77.4%，平均卵子成熟率为73.3%。裂变率为59.1%，每次OPU操作平均可获得1.9个囊胚。
讨论
本研究比较了三组不同的培养基：能够在后续几天内发育成存活囊胚的早期胚胎、随后发育停滞的早期胚胎以及不含胚胎的培养基。不含胚胎的培养基与含有胚胎的培养基之间存在显著差异，这表明了与存活囊胚发育相关的代谢过程。这些代谢物的变化与胚胎的发育潜力相关，对胚胎选择具有重要价值。
结论
对第4天ICSI产生的马胚胎培养基的代谢组学分析显示，存活胚胎与非存活胚胎在代谢特征上存在明显差异。存活胚胎消耗的DOPA、甘油三酯和PheAlaBetaine含量显著更高，同时产生的氨基酸衍生物、甘油脂、胆固醇酯、神经酰胺和类固醇也更多（见图2）。
这些发现表明，特定的代谢物
作者贡献声明
埃莉娜·佐普（Elina Tsopp）：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、结果验证、资源协调、项目管理、方法设计、研究实施、资金筹集、数据分析、数据管理、概念构思。埃娃·特夫达（Eva Tvrdà）：撰写、审稿与编辑、资金筹集。安妮·维尔亚斯特-塞拉（Anni Viljaste-Seera）：撰写、审稿与编辑、资源协调。卡勒·基尔克（Kalle Kilk）：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、结果验证、实验监督、软件使用、资源协调、数据分析。
利益冲突声明
作者声明没有利益冲突。资助方未参与研究的设计、数据收集与分析、手稿撰写或结果发表的决定。
资金支持
本研究由欧盟通过欧洲区域发展基金（European Regional Development Fund）资助，项目编号为L240033VLTN。
利益冲突声明
作者声明没有利益冲突。资助方未参与研究的设计、数据收集与分析、手稿撰写或结果发表的决定。
