研究背景

在生命最初的旅程中，一顆受精卵需要經(jīng)歷復(fù)雜而精密的細(xì)胞分裂與分化，才能最終成功著床并發(fā)育為健康的胚胎。然而，不少胚胎在體外培養(yǎng)過程中會停滯在早期階段，這成為輔助生殖技術(shù)（ART）中一大難題。

研究內(nèi)容

2025年6月，山東大學(xué)生殖醫(yī)學(xué)團(tuán)隊吳克良教授和劉博洋研究員作為共同通訊作者，在國際知名期刊《Molecular Therapy: Nucleic Acids》上發(fā)表重要研究成果。該團(tuán)隊將目光投向了代謝調(diào)控這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)，重點關(guān)注絲氨酸羥甲基轉(zhuǎn)移酶2（SHMT2）在胚胎早期發(fā)育中的作用。SHMT2是葉酸代謝通路中的關(guān)鍵酶，負(fù)責(zé)催化dTTP的合成，而dTTP是DNA復(fù)制不可或缺的原料。研究發(fā)現(xiàn)，抑制SHMT2活性會導(dǎo)致dTTP嚴(yán)重匱乏，進(jìn)而引發(fā)DNA復(fù)制應(yīng)激、氧化應(yīng)激（ROS水平顯著升高）及紡錘體異常，最終導(dǎo)致胚胎發(fā)育停滯于原核階段。這一發(fā)現(xiàn)揭示了胚胎早期發(fā)育停滯的新機(jī)制，為生殖醫(yī)學(xué)研究提供了重要理論基礎(chǔ)。活性氧（ROS）通過在線粒體中持續(xù)生成和清除來維持氧化還原平衡。當(dāng)ROS過度生成時會大量蓄積，從而引發(fā)氧化應(yīng)激——這種現(xiàn)象已被證實是損害發(fā)育能力的主要因素之一。在本研究中，采用配備納微米光探頭的實時單細(xì)胞多功能分析儀和產(chǎn)生綠色熒光的ROS檢測試劑盒（DCFH-DA)實現(xiàn)了單個活體受精卵的ROS水平分析，為理解發(fā)育阻滯提供了至關(guān)重要的直接證據(jù)。研究表明SHMT2抑制組胚胎的ROS水平在受精卵階段明顯高于對照組（圖1E和F)，證明SHMT2抑制會誘發(fā)氧化應(yīng)激反應(yīng)。

研究結(jié)果

圖1. SHMT2抑制誘導(dǎo)的DNA復(fù)制應(yīng)激

(A)免疫熒光圖像顯示了對照組和SHMT-IN-2處理組胚胎中α-微管蛋白染色的紡錘體形態(tài)及染色體排列情況。(B)對照組和SHMT-IN-2處理組胚胎中異常紡錘體的定量分析。(C)免疫熒光圖像顯示γ-H2AX染色在對照組和SHMT-IN-2處理組胚胎中的DNA復(fù)制應(yīng)激。(D)對照組與SHMT-IN-2處理組胚胎中γ-H2AX相對表達(dá)量的定量分析。(E)展示對照組與SHMT-IN-2處理組受精卵的代表性圖像，圖中綠色熒光像素強(qiáng)度表示ROS水平。(F)通過光學(xué)納米探針對照組（n=12）與SHMT-IN-2處理組（n=12）受精卵的相對活性氧水平（光子計數(shù)）檢測結(jié)果。

實時單細(xì)胞多功能分析儀

產(chǎn)品功能1、實時單細(xì)胞多指標(biāo)檢測：實時檢測單個活細(xì)胞內(nèi)小分子含量（如葡萄糖、乳酸、ATP、膽固醇、Ca2+、K+等）及酶活性（葡萄糖苷酶、鞘磷脂酶、乳酸脫氫酶等），可匹配160余種商品化試劑盒；2、實時亞細(xì)胞原位檢測：在亞細(xì)胞水平（胞質(zhì)、胞核、胞膜）實現(xiàn)原位、實時、連續(xù)檢測；3、超微量提取、注射：單細(xì)胞水平提取細(xì)胞器（如溶酶體、線粒體）、胞質(zhì)進(jìn)行質(zhì)譜或其它平臺的聯(lián)用分析；單細(xì)胞注射藥物、代謝劑等，并進(jìn)行藥效或機(jī)制評價；4、活體水平檢測：活體水平實時檢測生化指標(biāo)（用藥前后、中醫(yī)藥針灸刺激前后）的變化。

參考文獻(xiàn)：Shi M, Huai Y, Deng T, Zhang C, Song J, Wang J, Zhang Y, Chen ZJ, Zhao H, Wu K, Liu B. SHMT2 is essential for mammalian preimplantation embryonic development through de novo biosynthesis of nucleotide metabolites. Mol Ther Nucleic Acids. 2025 Mar 5;36(2):102499. doi: 10.1016/j.omtn.2025.102499.