生殖醫(yī)學(xué)中心為大家介紹光照對(duì)早期胚胎發(fā)育的影響

　　一． 光照對(duì)哺乳動(dòng)物早期胚胎的傷害

　　胚胎吸收光子后會(huì)進(jìn)入激發(fā)態(tài)，激發(fā)態(tài)的分子能量通常會(huì)通過化學(xué)反應(yīng)、產(chǎn)生熱能、軔致輻射效應(yīng)和擊穿作用這幾種傳遞途徑導(dǎo)致胚胎損傷。

　　光照對(duì)胚胎的誘導(dǎo)損傷通常表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面，如：囊胚形成率下降、DNA損傷、活性氧（reactive oxygen species，ROS）生成、胚胎應(yīng)激反應(yīng)和誘導(dǎo)性凋亡等。

　　當(dāng)胚胎暴露在380-800nm的可見光時(shí)，在高密度光照條件下，細(xì)胞內(nèi)線粒體存在的高密度物質(zhì)如細(xì)胞色素、黃素蛋白、NAD(P)H等對(duì)光有強(qiáng)烈的吸收作用，胚胎吸收光子后誘發(fā)ROS如O2-、H2O2、OH-等的生成，ROS可造成胞質(zhì)鈣離子濃度升高，細(xì)胞膜去極化，核膜損傷，DNA合成阻礙，細(xì)胞凋亡等一系列傷害作用。ROS還可造成細(xì)胞膜上不飽和脂肪酸、甾醇類物質(zhì)的氧化損傷、甘油醛-3-磷酸脫氫酶失活，導(dǎo)致ATP生成減少，組蛋白、線粒體缺乏，進(jìn)一步擾亂DNA的表達(dá)。

　　二. ART過程中顯微鏡光照指數(shù)

　　在輔助生殖過程中，一枚胚胎的形成要經(jīng)過卵子、精子的準(zhǔn)備；精卵體外結(jié)合或顯微單精子注射等諸多步驟，形成胚胎后又要定時(shí)跟蹤觀察胚胎的生長(zhǎng)情況。這些操作都離不開顯微鏡的使用。那么顯微鏡燈光對(duì)胚胎有哪些影響呢？科學(xué)家對(duì)常規(guī)IVF操作中胚胎所受光照的波長(zhǎng)、照度及平均曝光時(shí)間等進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)胚胎所受到的光照95%來自于顯微鏡。

　　在ART顯微操作過程中，光照強(qiáng)度一般在2500lux~5000lux（約20~30W/m2，150lux≈1W/m2，W=J/s）范圍內(nèi)，環(huán)境光較少，約200~400lux（0.1-0.5W/m2）。常規(guī)IVF、ICSI、ICSI+PGD等操作中胚胎所受到光照能量為3.2-17.4KJ/m2，其中來自環(huán)境光的照射能量大概為0.2-1KJ/m2，占總能量的7%左右。

　　光照對(duì)早期胚胎產(chǎn)生的影響具有時(shí)間依賴性。早期胚胎接受光照的時(shí)間越長(zhǎng)，受到的損傷就越大。除了總照射時(shí)長(zhǎng)的累積效應(yīng)，光損傷與照明時(shí)間所占拍攝間隔周期的比例也具有一定的相關(guān)性。

　　光照對(duì)胚胎傷害不僅與光照劑量有關(guān)，也與光譜組成相關(guān)。有研究者利用暖白色熒光燈、冷白色熒光燈、太陽光三種光源分別照射小鼠受精卵15min，結(jié)果發(fā)現(xiàn)太陽光對(duì)小鼠受精卵的傷害最為嚴(yán)重，胚胎存活率僅為25%；其次是冷白色熒光燈胚胎存活率44%；暖白色熒光燈對(duì)胚胎存活率的影響不顯著。因此胚胎實(shí)驗(yàn)室常規(guī)使用暖白色熒光燈，最大限度的減少燈光照射可能對(duì)胚胎產(chǎn)生的不良影響。

　　三.光照損傷的預(yù)防及控制

　　1.顯微鏡光照是胚胎體外操作過程中最主要的光照來源，改善顯微鏡照射條件對(duì)減少胚胎光損傷來說非常重要。例如在顯微鏡加載濾波片（如綠光通透性濾波片、過濾光譜<500nm的藍(lán)光濾波片）避免紫外及藍(lán)光傷害可有效減少光損傷?；蛘呤褂枚喙庾语@微鏡、諧波振蕩顯微鏡、選擇性平面照明顯微鏡等新型顯微鏡，可以減少胚胎細(xì)胞的單光子吸收和光照對(duì)胚胎內(nèi)部的干擾作用。

　　2.提高對(duì)胚胎的掃描速度，增加同位點(diǎn)掃描延遲或者采用隨機(jī)掃描方式，減少激發(fā)位點(diǎn)的重復(fù)掃描率及選擇長(zhǎng)波長(zhǎng)光源型號(hào)等均可有效減少光損傷效應(yīng)。

　　3.縮短胚胎體外操作時(shí)間減少胚胎曝光，選擇低氧培養(yǎng)環(huán)境，建立體外胚胎共培養(yǎng)體系如胚胎成纖維細(xì)胞共培養(yǎng)系統(tǒng)等一定程度上也可以彌補(bǔ)光照對(duì)胚胎造成的傷害作用。

　　四、結(jié)束語

　　ART中早期胚胎的多項(xiàng)操作需要借助顯微鏡，這就難免會(huì)受到光的照射。雖然光照會(huì)對(duì)早期胚胎產(chǎn)生影響。但是借助于現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，更多操作技術(shù)的優(yōu)化，我們相信在不遠(yuǎn)的將來，“光”終究會(huì)被人們所用。

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