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瑞明生物Monicyte活細胞智能監(jiān)測系統(tǒng)，可內(nèi)置于培養(yǎng)箱內(nèi)監(jiān)測活細胞生長，系統(tǒng)配有強大的AI分析功能，快速合成細胞生長動態(tài)視頻，分析細胞密度，匯合度，繪制細胞生長曲線，無人值守監(jiān)測細胞生長?？蓱糜谀[瘤細胞遷移，神經(jīng)細胞生長，干細胞分化，細胞毒性實驗，卵細胞成熟，類器官生長等細胞生物學領域。

案例分析

2024年，華中科技大學同濟醫(yī)學院周立全/相文佩/何西淼共同通訊在Advanced Science(IF 14.3)期刊在線發(fā)表了題為“Chromatin Modifier EP400 Regulates Oocyte Quality and Zygotic Genome Activation in Mice”的研究論文，該研究利用條件性敲除小鼠模型，揭示了母源性染色質修飾因子EP400維持卵母細胞質量，并通過促進H3.3沉積和轉錄延伸從而參與調(diào)控小鼠ZGA的過程。

EP400是重要的表觀遺傳調(diào)控因子，在染色質重塑、組蛋白乙?；?、組蛋白沉積以及DNA損傷修復等過程發(fā)揮著重要功能。研究團隊通過分析公共轉錄組和翻譯組數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，EP400在卵母細胞至2-細胞期胚胎存在高水平的表達。為了檢測EP400的功能，研究團隊利用 Zp3-Cre/loxP 技術構建了卵母細胞特異性敲除EP400（EP400 cKO）的小鼠模型。研究發(fā)現(xiàn)，EP400 cKO雌鼠生育力顯著下降，而3到4月齡雌鼠則完全不孕。EP400 cKO卵母細胞表現(xiàn)為DNA損傷增加，以及卵母細胞成熟和受精障礙，說明EP400 cKO小鼠的卵母細胞質量下降。此外，母源性EP400缺失會導致小鼠早期胚胎在2到4-細胞階段發(fā)生顯著的發(fā)育阻滯。進一步的研究表明，EP400可通過與轉錄因子NFYA形成蛋白復合體，結合在Major ZGA基因區(qū)域并沉積H3.3，促進RNA聚合酶II在Major ZGA基因上的轉錄延伸。此外，EP400還調(diào)控了2細胞期胚胎線粒體調(diào)節(jié)因子和TCA循環(huán)關鍵酶的表達，從而影響早期胚胎發(fā)育的能量代謝和表觀重塑，而進一步補充線粒體TCA循環(huán)的關鍵代謝物α-KG則可以部分挽救母源性EP400敲除導致的早期胚胎發(fā)育阻滯。

圖1. Ep400 調(diào)節(jié)卵母細胞質量和著床前胚胎發(fā)育機制示意圖。在卵母細胞中，Ep400 的缺失會導致DNA 雙鏈斷裂（DSBs）增加，這可能會導致線粒體和內(nèi)質網(wǎng)等細胞器分布異常和功能障礙，從而影響卵母細胞的發(fā)育并降低其質量。在著床前胚胎中，母體儲存的EP400 主要促進H3.3 存在和主要ZGA 的轉錄延伸，并協(xié)調(diào)組蛋白修，調(diào)節(jié)線粒體等細胞器的功能，以確保早期胚胎的發(fā)育程序。

在本研究中，作者利用瑞明生物Monicyte活細胞智能監(jiān)測系統(tǒng)每隔15 分鐘對對照組和cKO 小鼠的生發(fā)泡期（GV）卵母細胞進行體外培養(yǎng)成像，進而實現(xiàn)卵母細胞培養(yǎng)過程中定時監(jiān)測。

圖2.Ep400 缺失卵母細胞的成熟缺陷及質量下降。利用Monicyte活細胞智能監(jiān)測系統(tǒng)每隔15 分鐘對對照組和cKO 小鼠的生發(fā)泡期（GV）卵母細胞進行體外培養(yǎng)成像。紅色框內(nèi)的圖像顯示了減數(shù)分裂前期Ⅱ（GVBD）發(fā)生的時間段。比例尺，100 μm。

2025年，周立全研究團隊在Cell Reports雜志上發(fā)表了題為“Deciphering transcription activity of mammalian early embryo unveils on/off of zygotic genome activation by protein translation/degradation”的研究成果。該研究提出了在RNase free條件下通過定量染色質上轉錄延伸期磷酸化Pol II的信號富集來反映卵母細胞和早期胚胎基因轉錄活性的方法，簡稱為RfTAC-seq；系統(tǒng)地繪制和解析了小鼠和人類早期胚胎發(fā)育過程中轉錄的動態(tài)變化圖譜，并從表觀遺傳修飾、轉錄動態(tài)及蛋白質代謝多個維度，揭示了蛋白質翻譯和降解在ZGA基因激活和沉默過程中的調(diào)控作用，為理解胚胎發(fā)育早期的基因調(diào)控網(wǎng)絡提供重要的技術支持和理論指導。

本研究中為了檢測和量化微量胚胎細胞中單個基因的轉錄活性，提出了RfTAC-seq 的方法來定量哺乳動物基因組中活躍延伸的 Pol II 的富集情況。系統(tǒng)地分析了小鼠和人類植入前胚胎的轉錄活動模式，并闡明了ZGA的建立和維持受蛋白質翻譯/降解的調(diào)控，而母體衰老可能會通過此途徑影響胚胎的 ZGA 活性。該研究為哺乳動物植入前胚胎中 ZGA 基因的轉錄調(diào)控研究提供了新視角。

圖3研究內(nèi)容示意圖

在本研究中，作者從小鼠胚胎干細胞系AB2.2 中構建了一個熒光小鼠胚胎干細胞系，該細胞系具有MERVL 啟動子驅動的mCherry 報告基因和ct4 啟動子驅動的eGFP。因此，進入2C-like的胚胎干細胞被紅色熒光標記，其余的胚胎干細胞群體被綠色熒光標記。

作者使用MoniCyte 活細胞智能監(jiān)測系統(tǒng)每隔30分鐘連續(xù)采集培養(yǎng)的胚胎干細胞的熒光圖像，總共采集48 小時。在48 小時的觀察期內(nèi)，記錄了胚胎干細胞的動態(tài)熒光變化，以供人工檢查和統(tǒng)計分析

圖4    

 K) 對照組和經(jīng) CHX/MG132 處理的胚胎干細胞的延時成像。箭頭顯示進入和退出 2C-like的方向（箭頭）。比例尺，50 μm。L) 箱線圖展示了有無藥物處理情況下進入和退出2C-like的時間。僅記錄了在 48 小時內(nèi)至少有一次進入或退出事件的胚胎干細胞，并使用雙側學生 t 檢驗計算 p 值。E) 經(jīng) CHX/MG132 處理 24 小時后胚胎干細胞（ESC）和 2C-like胚胎干細胞的熒光成像。箭頭指示2C-like胚胎干細胞群體（紅色）。比例尺，200μm。右側分別為對照組和經(jīng) CHX/MG 處理組在 24 小時后 2C-like胚胎干細胞熒光面積與總胚胎干細胞熒光面積比值的柱狀圖。

拓展閱讀

1.“雙管齊下” 瑞明活細胞監(jiān)測與單細胞代謝分析技術助力腫瘤球融合機制研究

2. 響應國家政策:瑞明生物助力“儀器設備更新”

參考文獻

1.Qing Tian , Li-Quan Zhou, et al. Chromatin Modifier EP400 Regulates Oocyte Quality and Zygotic Genome Activation in Mice. Advanced Science (IF 14.3) Pub Date : 2024-03-17 , DOI:10.1002/advs.202308018.

2.Yi-Ran Zhang,  Li-Quan Zhou, et al. Deciphering transcription activity of mammalian early embryo unveils on/off of zygotic genome activation by protein translation/degradation. Cell Reports (IF 7.5) Pub Date : 2025-01-16 , DOI:10.1016/j.celrep.2024.115215.