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瑞明生物Monicyte活細胞智能監測系統，可內置于培養箱內監測活細胞生長，系統配有強大的AI分析功能，快速合成細胞生長動態視頻，分析細胞密度，匯合度，繪制細胞生長曲線，無人值守監測細胞生長。可應用于腫瘤細胞遷移，神經細胞生長，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控小鼠ZGA的過程。

EP400是重要的表觀遺傳調控因子，在染色質重塑、組蛋白乙酰化、組蛋白沉積以及DNA損傷修復等過程發揮著重要功能。研究團隊通過分析公共轉錄組和翻譯組數據發現，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。研究發現，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-細胞階段發生顯著的發育阻滯。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還調控了2細胞期胚胎線粒體調節因子和TCA循環關鍵酶的表達，從而影響早期胚胎發育的能量代謝和表觀重塑，而進一步補充線粒體TCA循環的關鍵代謝物α-KG則可以部分挽救母源性EP400敲除導致的早期胚胎發育阻滯。

圖1. Ep400 調節卵母細胞質量和著床前胚胎發育機制示意圖。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質網等細胞器分布異常和功能障礙，從而影響卵母細胞的發育并降低其質量。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，并協調組蛋白修，調節線粒體等細胞器的功能，以確保早期胚胎的發育程序。

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

圖2.Ep400 缺失卵母細胞的成熟缺陷及質量下降。利用Monicyte活細胞智能監測系統每隔15 分鐘對對照組和cKO 小鼠的生發泡期（GV）卵母細胞進行體外培養成像。紅色框內的圖像顯示了減數分裂前期Ⅱ（GVBD）發生的時間段。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；系統地繪制和解析了小鼠和人類早期胚胎發育過程中轉錄的動態變化圖譜，并從表觀遺傳修飾、轉錄動態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控作用，為理解胚胎發育早期的基因調控網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 基因的轉錄調控研究提供了新視角。

圖3研究內容示意圖

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 活細胞智能監測系統每隔30分鐘連續采集培養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，記錄了胚胎干細胞的動態熒光變化，以供人工檢查和統計分析

圖4    

 K) 對照組和經 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 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 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.