卵丘细胞代谢成像预测胚胎着床潜能

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研究问题：非侵入性代谢成像能否检测与相应胚胎的存活妊娠相关的卵丘细胞代谢参数的变化？

简要回答：无创代谢成像可以检测导致存活妊娠的胚胎和未导致存活妊娠的胚胎之间卵丘细胞代谢特征的差异

众所周知：人类卵母细胞与其周围卵丘细胞之间的双向代谢协同性对于卵母细胞获得充分发育能力至关重要。然而，卵丘细胞代谢和卵母细胞存活率之间的关系尚未完全确定。代谢成像使用荧光寿命成像显微镜（FLIM）非侵入性测量内源性分子NADH和FAD+的自发荧光，NADH和FAD+是细胞呼吸和糖酵解的必需辅酶。这项技术可以提供这些辅酶浓度和代谢物酶结合的定量信息。我们之前已经证明，这项技术是定量测量小鼠胚胎代谢状态的有效工具。

研究设计、大小、持续时间：在受精或ICSI前，从卵丘卵母细胞复合体中分离卵丘细胞簇（193名患者中的n=617），玻璃化、加热并评估其代谢功能。我们进行了一项前瞻性观察研究，以评估在移植相应胚胎后导致存活妊娠（存在存活胎儿>妊娠7周）的卵母细胞的卵丘细胞与未发生的卵丘细胞的代谢差异程度。我们还评估了与胚胎形态的关联。

参与者/材料，地点，方法：使用FLIM非侵入性地评估卵丘细胞代谢，以测量NADH和FAD+的自体荧光。总的来说，单个FLIM测量提供了总共8个代谢参数（4个NADH和4个FAD+）。另外一个参数是氧化还原比（NADH强度/FAD+强度）。我们使用多水平模型来研究卵丘细胞代谢参数与相应胚胎形态和临床结果的关系。

主要结果和偶然性的作用：在所分析的卵丘样本中，75个对应于未导致存活妊娠的胚胎，24个对应于未导致存活妊娠的胚胎。与酶结合的卵丘细胞FAD+组分（p=0.007）、FAD+长寿命（p=0.01）和FAD+短寿命（p<0.001）与相应胚胎的临床结局之间存在显著相关性。

在控制了年龄后，这些重要的联系仍然存在。我们使用支持向量机算法来区分导致可存活妊娠的胚胎和未导致可存活妊娠的胚胎。从支持向量机算法得到的最佳超平面预测具有随机卵丘细胞代谢参数的样本是否会导致可行妊娠，准确率为80%。胚胎形态评估分为优秀、良好、一般和较差。我们发现第3天评估的卵丘细胞代谢特征与胚胎形态之间没有显著相关性。发现FAD+短寿命（p<0.001）与第5天胚胎形态之间存在显著相关性。然而，在控制年龄后，这些相关性并不显著。

局限性和谨慎理由：尽管我们观察到代谢参数存在显著差异，但仍需进一步进行更大样本量的研究。尽管我们的验证研究表明，玻璃化冷冻对卵丘细胞代谢参数没有显著影响，但需要对新鲜的细胞簇进行分析以确认我们的结果。

研究结果的更广泛含义：无创FLIM成像检测卵丘质量的代谢变化及其与胚胎存活率的关系。将积云簇代谢测量值与胚胎形态评估和患者临床特征与胚胎命运相关联的能力为该方法在临床环境中的应用铺平了道路。

试验注册号：5RO1HD092559-03