Active H3K27me3 demethylation by KDM6B is required for normal development of bovine preimplantation embryos

doi:10.1080/15592294.2017.1403693

.2017;12(12):1048-1056.

doi:10.1080/15592294.2017.1403693。 Epub 2018年1月16日。

牛植入前胚胎的正常发育需要KDM6B进行活性H3K27me3脱甲基

Nhi Chung公司¹, 亚尼娜·S·博格利奥蒂¹, 魏丁^1 2, 马塞拉·维拉里诺¹, 高桥和希¹, 詹姆斯·L·奇伍德¹, 理查德·舒尔茨^三 4, 巴勃罗·J·罗斯¹

附属公司

¹a美国加州大学戴维斯分校动物科学系。
²b中国江苏省句容市江苏农林职业技术学院畜牧兽医系。
^三c美国加州大学戴维斯分校兽医学院解剖、生理和细胞生物学系。
⁴d美国宾夕法尼亚州费城宾夕法尼亚大学艺术与科学学院生物系。

PMID： 29160132
预防性维修识别码： PMC5810760型
内政部： 10.1080/15592294.2017.1403693

牛植入前胚胎的正常发育需要KDM6B进行活性H3K27me3脱甲基

Nhi Chung公司等。表观遗传学. 2017.

.2017;12(12):1048-1056.

doi:10.1080/15592294.2017.1403693。 Epub 2018年1月16日。

作者

Nhi Chung公司¹, 亚尼娜·S·博格利奥蒂¹, 魏丁^1 2, 马塞拉·维拉里诺¹, 高桥和希¹, 詹姆斯·L·奇伍德¹, 理查德·舒尔茨^三 4, 巴勃罗·J·罗斯¹

附属公司

¹a美国加州大学戴维斯分校动物科学系。
²b中国江苏省句容市江苏农林职业技术学院畜牧兽医系。
^三c美国加州大学戴维斯分校兽医学院解剖、生理和细胞生物学系。
⁴d美国宾夕法尼亚州费城宾夕法尼亚大学艺术与科学学院生物系。

PMID： 29160132
预防性维修识别码： PMC5810760型
内政部： 10.1080/15592294.2017.1403693

摘要

哺乳动物胚胎发育早期发生的实质性表观遗传重构可能有助于父母基因组从分化到全能状态的重新编程，并激活胚胎基因组。组蛋白3（H3K27me3）的赖氨酸27的三甲基化是一个抑制标记，在几个物种的植入前发育过程中发生全球动态变化。为了确定H3K27me3在牛植入前发育中的作用，我们干扰了KDM6B的活性，KDM6B使H3K17me3去甲基化。敲除母体KDM6B mRNA抑制了H3K27me3从2细胞胚胎阶段到8细胞胚胎阶段的整体水平降低，并影响到胚泡阶段的发育；发育到囊胚阶段的胚胎内细胞团（ICM）和滋养层（TE）细胞较少。此外，KDM6B敲除胚胎的转录组在8细胞期发生改变，其特征是与转录调控、染色质重塑和蛋白质分解代谢相关的转录物下调。用一种特定的小分子抑制剂抑制KDM6B的催化活性也可以阻止H3K27me3的整体下降，并阻碍胚泡发育阶段。这些结果表明，KDM6B介导的组蛋白去甲基化活性对于H3K27me3的整体减少、胚胎基因组的正确激活以及牛胚胎发育到胚泡阶段是必需的。

关键词：牛；H3K27me3；JMJD3；胚胎基因组激活；组蛋白去甲基化；植入前发育；重新编程；全能性。

PubMed免责声明

数字

**图1。**
高效击倒*KDM6B系列*体外受精牛胚胎中的信使核糖核酸。丰富的*KDM6B系列*在三个实验组（非注射组、对照组和*KDM6B系列*-siRNA注射胚胎。数据显示为平均值±标准误差。^{a、 b条}不同的字母表示组间的显著差异(*P（P）*值<0.05）。

**图2。**
*KDM6B系列*mRNA敲除影响从2细胞期到8细胞期胚胎的H3K27me3全局动力学。A） H3K27me3核荧光强度与同一治疗组内2细胞胚胎组的荧光强度标准化（黑色条：非注射组，深灰色：对照siRNA组，浅灰色：*KDM6B系列*siRNA组）。B） H3K27me3染色的代表性图片。左下角的插图显示了用Hoechst 33342染色的DNA。数据显示为平均值±标准误差。^{a、 b条}不同的字母表示组间的显著差异(*P（P）*值<0.05）。

**图3。**
*KDM6B*mRNA敲除影响胚泡发育。A）在授精后7天测定非注射、对照siRNA和*KDM6B系列*-siRNA胚胎。B）细胞总数；C） ICM小区号；和D）每个治疗组第7天囊胚的TE细胞数。数据显示为平均值±标准误差。^{a、 b条}不同的字母表示组间的显著差异(*P（P）*数值<0.05）。E） SOX2和CDX2免疫染色囊胚的代表性图像分别用于测定ICM和TE细胞数量。用Hoechst33342染色DNA以测定总细胞数。

**图4。**
*KDM6B系列*siRNA影响8细胞期的转录组。A）来自非注射、对照si-RNA和*KDM6B系列*-siRNA治疗。以FDR<0.05和FC>2为截止值，使用EdgeR寻找组间差异表达基因。红色方块表示下调基因的数量。B） 8细胞中82个下调基因的基因本体分析*KDM6B系列*siRNA处理过的胚胎对α-阿马尼汀敏感。

**图5。**
H3K27me3脱甲基酶活性对于受精后去除H3K17me3和发育到胚泡阶段至关重要。A） GSK-J4（一种H3K27me3脱甲基酶抑制剂）处理牛胚胎的实验设计。B）补充不同GSK-J4浓度和暴露时间的胚胎发育至囊胚期的发生率。每个图表下都显示了复制和处理的胚胎数量。数据显示为平均值±s.e.m。^{a、 b、c}不同的字母表示组间的显著差异(*P（P）*值<0.05）。C）对照组和GSK-J4处理牛胚胎发育不同阶段的H3K27me3核荧光强度。数据显示为平均值±s.e.m.，*表示治疗组之间的显著差异(*P（P）*值<0.05）。

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