《Theriogenology》：Comparative time-lapse morphokinetic signatures of camel embryos produced by IVF, ICSI, parthenogenesis, and zona-free parthenogenesis
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本研究首次通过时间-lapse监测系统，分析不同激活方法（孤雌生殖、ICSI、IVF）的骆驼胚胎体外发育形态动力学参数，跟踪首次分裂、 morula包被、囊胚腔形成和囊胚孵化等关键事件，为AI模型预测胚胎发育提供基础数据。
艾伦·阿尔卡塞姆（Alanoud Alqassem）|布杜尔·阿尔谢赫里（Budur Alshehri）|哈尼·巴-阿瓦德（Hani Ba-Awadh）|艾曼·A·斯韦卢姆（Ayman A. Swelum）|伊斯拉姆·M·萨阿德尔丁（Islam M. Saadeldin）
沙特阿拉伯利雅得国王费萨尔专科医院与研究中心的研究实验室，邮编11211
摘要
本研究首次分析了通过不同方法（孤雌生殖激活（ zona-intact 或 zona-free ）、胞浆内精子注射（ICSI）和体外受精）产生的骆驼胚胎在体外发育过程中的时间延迟形态动力学参数。利用时间延迟监测系统，我们追踪了关键发育事件，如第一次分裂的时间、桑椹胚的致密化、囊胚腔的形成以及囊胚的孵化。这些数据提供了更详细的骆驼胚胎着床前分裂模式视图，并有助于更准确地评估胚胎质量。所报告的形态动力学参数为未来研究提供了基础数据集，这些研究可能支持开发用于早期预测囊胚形成和发育能力的人工智能辅助模型。
引言
辅助生殖技术（ARTs）已成为推进动物繁殖、遗传改良和保护计划不可或缺的工具。其中，卵母细胞的体外成熟（IVM）是直接影响受精成功率、胚胎发育和妊娠结果的关键步骤[1]。虽然这些技术在多种家畜物种中已经得到广泛应用，但在骆驼科动物中的应用仍然相对有限，这主要是由于骆驼独特的生殖生理学特性以及卵母细胞在体外发育过程中面临的挑战[2]。
单峰骆驼（Camelus dromedarius）在干旱和半干旱地区发挥着重要的经济和文化作用，通过肉类和牛奶生产为食品安全做出贡献，同时也作为宝贵的遗传资源[3]。然而，骆驼具有独特的生殖特征，包括诱导排卵、季节性繁殖模式和延长的卵泡周期，这些因素使得ART协议的标准化变得复杂。因此，优化骆驼的体外胚胎生产（IVEP）系统对于提高发育能力和扩大胚胎技术在该物种中的应用范围至关重要[4]。
传统的胚胎评估依赖于在离散时间点进行的静态形态学观察，这无法充分了解早期胚胎发生的动态过程。相比之下，时间延迟成像系统能够在稳定的培养条件下实现对胚胎发育的连续、无创监测。该技术可以精确记录分裂事件、细胞周期持续时间以及发育动力学——统称为形态动力学——而不会干扰胚胎本身。在包括人类和家畜在内的多种物种中，已经证明形态动力学参数与胚胎存活率、囊胚形成和着床潜力之间存在强烈相关性[5,6]。
尽管时间延迟分析在其他物种中已被证明非常有用，但在骆驼胚胎发育中的应用仍然很少。在IVM后表征骆驼特有的形态动力学模式尤为重要，因为骆驼的发育时间和分裂行为可能与牛或小型反刍动物有显著差异。建立骆驼胚胎的基线形态动力学谱型不仅有助于改进胚胎选择策略，还能为理解骆驼早期胚胎发生的生物学机制提供宝贵见解。
因此，基于时间延迟的形态动力学分析是推进骆驼生殖生物技术的有力方法。这种整合有望提高胚胎生产效率，优化胚胎质量评估，并为骆驼繁殖和保护计划的基础研究和实际应用做出贡献。
化学物质和试剂
除非另有说明，本研究中使用的所有化学物质和试剂均来自Sigma-Aldrich（美国密苏里州圣路易斯）。
卵丘-卵母细胞复合体的采集
骆驼卵巢从利雅德的当地屠宰场收集，并在2-3小时内运输到实验室，过程中使用添加了庆大霉素（Gibco, Life Technologies）的温热生理盐水（0.9%氯化钠）进行保存。在实验室中，卵巢被清除多余组织，并用生理盐水清洗三次。然后通过抽吸法获取卵泡液。
不同体外培养胚胎的发育潜力
六个实验组（孤雌生殖；IVF；ICSI；无透明带单倍体、双倍体和三倍体培养）的发育结果总结见表1。在孤雌生殖激活的胚胎（PA-ZI）中，分裂率为65.6%，囊胚形成率为25%。在无透明带（ZPF）组中，单倍体（ZPF-1）、双倍体（ZPF-2）和三倍体（ZPF-3）培养的分裂率分别为33.3%、70.4%和56.4%，相应的囊胚形成率分别为16.6%
讨论
时间延迟成像技术的引入使得通过每隔几分钟拍摄几张图像来连续评估胚胎形态成为可能，从而实现非侵入性的胚胎发育预测[19]。这增加了胚胎学家从胚胎放入培养箱到移植当天的形态观察机会。这项技术的历史可以追溯到1929年，当时刘易斯（Lewis）和格雷戈里（Gregory）使用电影摄影技术来监测兔子的胚胎发育过程
CRediT作者贡献声明
艾伦·阿尔卡塞姆（Alanoud Alqassem）： 方法学、研究、数据管理、概念化。
布杜尔·阿尔谢赫里（Budur Alshehri）： 方法学、研究、数据分析、数据管理。
哈尼·巴-阿瓦德（Hani Ba-Awadh）： 方法学、研究、数据分析。
艾曼·A·斯韦卢姆（Ayman A. Swelum）： 文章撰写与编辑、初稿撰写、资源获取、方法学、研究、数据分析。
伊斯拉姆·M·萨阿德尔丁（Islam M. Saadeldin）： 文章撰写与编辑、初稿撰写、可视化处理、验证、项目监督。
数据和材料的可用性
所有数据均包含在手稿和补充文件中。
利益冲突
作者声明与本研究的提交内容没有利益冲突。
致谢
我们感谢利雅得屠宰场的工作人员以及阿卜杜拉·阿尔布雷坎（Abdullah Alburaykan）先生帮忙运输骆驼卵巢。同时，我们也感谢Kafou Medical和Astec有限公司在整个研究过程中慷慨提供时间延迟成像设备。
