本综述讨论了人工智能 (AI) 算法在体外受精程序中植入前遗传检测中无创预测胚胎倍性状态的应用。目前的黄金标准,即非整倍体的植入前遗传检测,具有诸如侵入性活检、经济负担、结果报告延迟和结果报告困难等局限性。本文探索了无创倍性筛查方法,包括囊胚腔液取样、废培养基检测以及使用胚胎图像和临床参数的人工智能算法。人们已经使用不同的机器学习算法开发了各种人工智能模型,例如随机森林分类器和逻辑回归,这些模型在预测整倍体方面表现出不同的性能。静态胚胎成像与人工智能算法相结合在倍性预测方面表现出良好的准确性,其中胚胎排名智能分类算法和 STORK-A 等模型的表现优于人工评分。通过人工智能算法分析的延时胚胎成像也显示出预测倍性状态的潜力;然而,纳入临床参数对于提高这些模型的预测价值至关重要。嵌合性是胚胎分类的一个重要方面,但在人工智能算法中经常被忽视,应该在未来的研究中加以考虑。将人工智能算法集成到显微镜设备和胚胎镜平台中将有助于进行无创基因检测。进一步开发优化临床考虑并纳入最低必要协变量的算法也将提高人工智能在胚胎选择中的预测价值。基于人工智能的倍性预测有可能提高妊娠率并降低体外受精周期的成本。(Fertil Steril 2023;120:228 – 34。2023 年,美国生殖医学会。)关键词:人工智能、机器学习、无创基因筛查、延时成像、辅助生殖
通过全基因组测序,研究了由单个母株的合子、成熟胚和未成熟胚再生的水稻植株 (Oryza sativa L.,‘Nippon-bare’) 的体细胞克隆变异。还对母株和其种子繁殖子代进行了测序。在子代中检测到了 338 个母株序列变异,平均值范围从种子繁殖植株的 9.0 到成熟胚再生体的 37.4。利用种子繁殖植株中的变异计算出的自然突变率为 1.2 × 10 –8,与之前报道的值一致。种子繁殖植株中变异的单核苷酸变异 (SNV) 比例为 91.1%,高于之前报道的 56.1%,且与再生体中的差异不显著。总体而言,如前所述,再生体中 SNV 的转换与颠换比率较低。成熟胚再生的植物的变异明显多于不同子代类型。因此,在水稻遗传操作过程中,使用受精卵和未成熟胚可以减少体细胞克隆变异。
结果:检查了78例患者的208个胚胎的发育。81.2%的胚胎在胚泡阶段具有CS;常规IVF产生的胚胎中存在77%的Cs,而CS的86%存在于受囊肿内精子注射(ICSI)受精的胚胎中(P = 0.08)。有更多的CS+胚胎发展为较高质量的胚泡(52.1%对20.5%,p = 0.02)。在CS+组中(KID:6.1±2.1 vs. 4.7±2.07; IDA:8.0±1.9 vs. 6.8±2.3 vs. 6.8±2.3,p <0.01),在CS+组中,表征胚胎发展(KIDSCORE)和智能数据分析(IDASCORE)等表征的形态运动评分值较高。两组之间早期胚胎发育的动力学相似。但是,CS+胚胎较早地到达了胚泡阶段(TB:103.9 h vs. TB:107.6 H; P = 0.001)。
结果:从4,424名外行和98位研究人员那里获得了答复。大约28.2 - 36.9%的外行人出于研究目的表现出对基因组编辑的强烈抵抗力,无论其应用如何。相比之下,25.5%的研究人员仅表现出对研究胚胎中基因组编辑的抵抗力。该百分比大大高于其他三个目标(5.1 - 9.2%)。大约50.4 - 63.4%的外行人在疾病研究中回答“可接受”的生殖线基因组编辑;但是,只有39.3 - 42.8%的基础研究中批准基因组编辑来获得生物学知识。相比之下,研究人员的种系基因组编辑的接受程度低于与慢性疾病有关的研究目的(60.9 - 66.7%),而不是其他研究目的(73.6 - 90.8%)。分析有关期望和关注点的反应表明,不接受人类胚胎基因组编辑的外行不一定会担心“胚胎的工具化。“与其他受访者相比,他们对基因组编辑的公认优势的期望也很低,包括“科学进步”和“减少棘手疾病”。
通过全基因组测序,研究了由单个母株的合子、成熟胚和未成熟胚再生的水稻植株 (Oryza sativa L.,‘Nippon-bare’) 的体细胞克隆变异。还对母株和种子繁殖子代进行了测序。在子代中检测到了 338 个母株序列变异,平均值范围从种子繁殖植株的 9.0 到成熟胚再生体的 37.4。利用种子繁殖植株中的变异计算出的自然突变率为 1.2 × 10 –8,与之前报道的值一致。种子繁殖植株中变异的单核苷酸变异 (SNV) 比例为 91.1%,高于之前报道的 56.1%,且与再生体中的差异不显著。总体而言,如前所述,再生体中 SNV 的转换与颠换比率较低。成熟胚再生的植物的变异明显多于不同子代类型。因此,在水稻遗传操作过程中,使用受精卵和未成熟胚可以减少体细胞克隆变异。
建立人类疾病的非人灵长类动物模型对于开发治疗策略尤其是神经退行性疾病的治疗策略非常重要。普通狨猴作为一种新的实验动物模型引起了人们的关注,许多转基因狨猴都是通过慢病毒载体介导的转基因产生的。然而,慢病毒载体在转基因应用中的长度限制为 8 kb 以下。因此,本研究旨在优化 piggyBac 转座子介导的基因转移方法,其中将长度超过 8 kb 的转基因注射到狨猴胚胎的卵周隙中,然后进行电穿孔。我们构建了一个携带阿尔茨海默病基因的长 piggyBac 载体。使用小鼠胚胎检查了 piggyBac 转基因载体与 piggyBac 转座酶 mRNA 的最佳重量比。在注射 1000 ng 转基因和转座酶 mRNA 的胚胎中,70.7% 的胚胎干细胞确认转基因整合到基因组中。在这些条件下,将长转基因引入狨猴胚胎。转基因引入处理后,所有胚胎均存活,70% 的狨猴胚胎中检测到了转基因。本研究开发的转座子介导的基因转移方法可应用于非人类灵长类动物以及大型动物的遗传修饰。
神经干细胞增殖与神经元分化之间的平衡对于适当发展神经系统至关重要。Sonic刺猬(SHH)依次促进细胞增殖和神经表型的规范,但是负责从有丝分裂到神经源的发育转变的信号传导机制尚不清楚。在这里,我们表明,SHH通过瞬态受体电势阳离子阳离子c构件C成员3(TRPC3)(TRPC3)通过Ca 2+涌入来增强Ca 2+的活性,并通过Ca 2+涌入发育于Ca 2+涌入,并以发育阶段相互依赖的阶段相关的方式从细胞内存储中释放。这种睫状Ca 2+的活性反过来又通过下调SOX2表达和神经源性基因的上调表达来拮抗神经干细胞中的规范,增生性SHH信号,从而实现了神经元分化。这些发现表明,神经细胞睫状信号传导中的SHH-CA 2+依赖性开关触发了SHH作用从规范有限源性到神经源的开关。在该神经源信号轴上鉴定的分子机制是治疗脑肿瘤和神经发育障碍的潜在靶标。
。cc-by-nc-nd 4.0国际许可证(未获得同行评审证书)获得的是作者/资助者,他已授予Biorxiv授予Biorxiv的许可,以永久显示预印本。这是该版本的版权持有人,该版本于2023年6月6日发布。 https://doi.org/10.1101/2023.04.14.14.536899 doi:Biorxiv Preprint
1 Graner,F。&Glazier,J。A.使用二维扩展POTTS模型对生物细胞分类进行模拟。物理评论信69,2013(1992)。2 Durand,M。&Guesnet,E。一种有效的细胞Potts模型算法,该算法禁止细胞碎片化。计算机物理通信208,54-63(2016)。