本发明公开一种基于线粒体靶向有机荧光探针用于评估活生殖细胞和早期胚胎线粒体状态的应用方法。一种线粒体荧光探针在制备用于检测生殖细胞、胚胎发育过程中线粒体分布状态;或在制备用于评估生殖细胞、胚胎发育过程和质量的试剂中的应用;还公开了一种以线粒体荧光探针对生殖细胞、着床前胚胎以及用于移植胚胎囊胚的筛选方法。通过本发明制定的应用方法,选用一种低毒性,无辐射,易操作和定位准确的荧光探针对活生殖细胞和早期胚胎线粒体分布状态进行检测,对辅助生殖技术在人类不孕不育,家畜扩繁和濒危野生动物人工繁育中筛选高质量活生殖细胞和早期胚胎具有重要意义。
1.一种线粒体荧光探针在制备用于检测生殖细胞、胚胎发育过程中线粒体分布状态;或在制备用于评估生殖细胞、胚胎发育过程和质量的试剂中的应用;
优选地,所述的线粒体荧光探针为靶向线粒体,且显示线粒体分布状态的荧光探针;
更优选地,所述线粒体荧光探针选自MG-Rho-2、Deep Red FM、MitoTracker Green FM、MitoTracker Orange CMTMRos1、MitoTracker Orange CMTMRos2、TPP-KIz、TPP-KIzTZ、MCY-BF2、SiR-Mito 8、SiR-Mito 11。
2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述的线粒体荧光探针为包含线粒体荧光探针的组合物,所述包含线粒体荧光探针的组合物中包含线粒体荧光探针以及培养生殖细胞或胚胎的培养基。
3.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述生殖细胞、胚胎选自来自人或哺乳动物,所述哺乳动物为普通哺乳动物或国家重点保护野生动物名录中哺乳动物;
优选地,所述生殖细胞选自卵母细胞、精子;更优选地,所述卵母细胞选自未成熟卵母细胞或成熟卵母细胞;
辅助生殖技术是解决人类不孕不育,家畜扩繁和野生动物濒危物种人工繁育的重要手段之一,而筛选高质量活生殖细胞和早期胚胎对辅助生殖技术的成功率至关重要。
线粒体是胞质中重要和独特的细胞器,在生殖细胞和早期胚胎发育过程中,线粒体经历一系列的形态和数量的变化,其在细胞中的结构、分布和数目与线粒体的功能密切相关。在线粒体内,通过氧化磷酸化产生ATP(三磷酸腺苷)为生殖细胞减数分裂、细胞质成熟、植入前胚胎卵裂、谱系分化等过程提供能量。动物模型已证实,生殖细胞或胚胎线粒体活性状态和功能与胚胎质量和发育潜能有很大关系,线粒体异常会导致囊胚发育率降低、着床潜力受损、胎盘发育改变和胎儿生长速率异常。因此,通过检测线粒体的结构、分布和数目的异常可作为判断生殖细胞和早期胚胎的质量好坏以及发育潜能的一个重要指标。
中国科学院深圳先进技术研究院提升了粤港地区及我国先进制造业和现代服务业的自主创新能力,推动我国自主知识产权新工业的建立,成为国际一流的工业研究院。 深圳先进院目前已初步构建了以科研为主的集科研、教育、产业、资本为一体的微型协同创新生态系统,由九个研究平台,国科大深圳先进技术学院,多个特色产业育成基地、多支产业发展基金、多个具有独立法人资质的新型专业科研机构等组成。开展先进技术研究,促进科技发展。信息、电子、通讯技术研究新材料、新能源技术研究高性能计算、自动化、精密机械研究生物医学与医疗仪器研究相关学历教育、博士后培养与学术交流。
本发明人意外发现本发明所使用的探针能够实现在激光共聚焦下进行快速观察和成像,荧光强度强。更重要的是,本发明使用的线粒体荧光探针检测试剂克服了现有技术的偏见,能够在判断卵母细胞、胚胎、囊胚的质量后不影响其进一步生长分化,对于细胞的副作用极低,使得胚胎和生殖细胞能够进一步在后续试验中存活,并且该探针能够在进一步的活体实验中保持体外类似的效果。这一点克服了现有技术中检测试剂仅能评价生殖细胞或胚胎质量,但无法将其应用于筛选过程的问题,对辅助生殖技术具有开拓性影响。
技术合作
对于实施例3采用的评价胚胎正常与异常的评价方法准确性高,通过线粒体分布情况可以用于评估囊胚活产率。同时本发明克服了现有技术中的偏见,经过线粒体探针筛选的囊胚的繁殖性能未受影响,可以用于进一步移植。本发明通过克服上述技术偏见为辅助生殖筛选提供了新选择。