Оценка геномного профиля метилирования ДНК эмбрионов человека с различными компетенциями в развитии
Цель исследования
Установить, проявляют ли эмбрионы с различной компетентностью в развитии различные профили метилирования ДНК на стадии бластоцисты?
Краткое резюме
Мы провели геномный анализ метилома ДНК для образцов биопсии трофэктодермы эмбриона (TE), и наши результаты продемонстрировали корреляцию профиля метилирования трофэктодермы с эуплоидным статусом и возрастом матери, что указывает на то, что уровень метилирования в геноме может отрицательно коррелировать с качеством эмбриона.
Актуальность исследования
Метилирование ДНК является фундаментальным эпигенетическим регуляторным механизмом, который влияет на дифференцировку клеток в их будущие линии во время развития эмбриона до имплантации. В настоящее время не существует устоявшегося подхода к оценке эпигенетического статуса человеческого предимплантационного эмбриона во время рутинного применения ЭКО.
Дизайн исследования
В общей сложности мы собрали образцы биоптатов трофэктодермы из 30 случайно выбранных бластоцист человека и провели бисульфитное секвенирование всего генома (WGBS) для оценки профиля метилирования их ДНК. Гнездовые линейные модели использовались для оценки связи между уровнем метилирования ДНК и состоянием плоидности (анеуплоидия [n = 20] против эуплоидии [n = 10]), возрастом матери (29,4–42,5 года) и временем бластуляции (5-й день [n = 16] против 6-го дня [n = 14]), используя идентичность эмбриона в качестве ковариата.
Материалы и методы
Образцы биопсии были получены и подвергнуты бисульфитной конверсии. Для WGBS библиотеки секвенирования всего генома были затем сгенерированы из конвертированного генома. В среднем для каждого образца было получено 75 миллионов считываний, и около 63% считываний соответствовали эталону человека. В среднем 40 миллионов считываний, использованных для окончательного анализа после того, как неконвертированные считывания были отфильтрованы.
Результаты
Мы выявили повышение уровня метилирования ДНК в геноме в биоптатах анеуплоидных эмбрионов по сравнению с эуплоидными эмбрионами (25,4% ± 3,2% против 24,7% ± 3,2%, Р < 0,005). Мы также обнаружили, что уровень метилирования ДНК в геноме увеличивается с возрастом матери (Р < 0,005). В хромосомном масштабе мы обнаружили, что моносомные эмбрионы имеют более низкие уровни метилирования на вовлеченной хромосоме, в то время как для вовлеченной хромосомы при трисомиях не наблюдалось никаких радикальных изменений. Кроме того, мы обнаружили, что данные WGBS точно выявили дисперсию числа копий хромосом.
Ограничения
Хотя наши результаты продемонстрировали отрицательную корреляцию уровня метилирования в геноме и качества эмбрионов, дальнейший анализ WGBS на большем количестве эмбрионов и конкретное исследование его корреляции с имплантацией и живорождением необходимы до любого практического использования этого подхода для оценки компетентности эмбрионов.
