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脂质在植入前胚胎发育(preimplantation embryonic development,PED)过程中作为能量来源以影响生物膜的特性和功能,在细胞间的相互作用及细胞增殖中发挥重要作用,而且脂质在卵母细胞成熟,胚胎发育和干细胞增殖中起重要作用,猪在农业生产和生物医学研究中具有很重要的研究价值,和其他细胞比较,猪卵母细胞和植入前胚胎中存在较多脂质。然而,目前脂肪酸代谢在猪PED过程中的作用机制知之甚少。因此,本研究初步探索了脂肪酸代谢在猪PED和naive样胚胎干细胞(naive-like Embryonic stem cells,nlESCs)中的作用机制。首先,我们确立了2种卵母细胞体外成熟的培养体系,通过观察成熟率、囊胚率及其细胞形态,最终确定的成熟体系为在体外成熟液中添加10%的卵泡液。获得成熟卵母细胞后,我们通过5种不同激活方式,分别为电激活、电激活结合CB和9%乙醇分别作用3 min、8 min、11 min。通过比较卵裂率和囊胚率,发现电激活(卵裂率为81.69±0.41%,囊胚率为26.45±0.28%)方式是最优的方案。随后本研究通过脂滴染色的方式对孤雌胚胎的脂滴含量进行了检测,结果显示桑椹胚中脂滴含量最高,8-细胞时期脂滴直径达到最大。PA胚胎中脂滴含量高于IVF胚胎中脂滴含量。其次,获得体外胚胎后,本研究收集了孤雌8-细胞胚胎、孤雌囊胚,体外受精8-细胞胚胎、体外受精囊胚以及猪的胎儿成纤维细胞并对其进行了单细胞转录组测序。结果发现在体外受精8-细胞到囊胚发育阶段中差异基因数目变化最大,而体外受精胚胎和孤雌胚胎共享1.56%的母源mRNA。GO和KEGG富集显示,孤雌胚胎和体外受精胚胎共享一些信号通路,在8-细胞时期主要富集在细胞质翻译、细胞代谢、细胞器组织、细胞周期和核糖体等生物过程相关的信号通路;囊胚的发育过程中差异基因主要富集于细胞代谢、脂肪酸代谢过程、脂肪酸β-氧化、细胞脂质分解代谢过程等生物学进程相关的信号通路。这一结果表明脂肪酸代谢可能在8-细胞向囊胚发育的过程中发挥重要的作用。随后我们对脂肪酸代谢相关的通路进行深入的分析。通过脂肪酸代谢通路的聚类热图分析结果显示即使在PED过程中的同一阶段共享同一途径,高表达的特异性信号传导途径的特定成员在猪孤雌胚胎和体外受精胚胎之间也不同,脂肪酸相关的酶在不同发育阶段和不同方式获得胚胎的不同水平被激活。表明,脂肪酸代谢在不同来源胚胎的PED过程中均具有重要作用。第三,RT-PCR显示与卵母细胞相比在脂肪酸合成通路中,FAS表达量在各时期上升,ACACA表达量在4-细胞和桑椹胚时期上升、在囊胚时期下降,ELOVL6表达量在4-细胞和桑椹胚时期呈上升趋势、在囊胚时期下降,ME1表达量在桑椹胚和囊胚时期下降,SCD1表达量在4-细胞下降、在桑椹胚和囊胚时期逐渐升高,DGAT表达量在桑椹胚时期升高、在囊胚时期下降;与卵母细胞相比在脂肪酸转运和降解通路中,FABP5表达量在各时期都在上升,ACADM、ECHS1和PPARγ表达量在各时期都下降。最后,多能干细胞(pluripotent stem cell,PSCs)可分为2种不同且稳定的多能状态:naive和primed多能状态。naive PSCs代表植入前囊胚内细胞团的细胞状态,primed PSCs代表植入后外胚层细胞。与primed PSCs相比naive PSCs可作为单细胞传代,在体外大量长期培养,可作为PED研究的优质资源。为了明确脂肪酸代谢在PED中的作用,本项研究,通过在nlESCs的培养体系中添加脂质添加剂,探讨其对nlESCs多能性维持等方面的影响。通过比较发现脂质添加剂对nlESCs的细胞形态并没有显著的影响,略微呈三维立体形态且边缘较明显。通过免疫荧光染色,采用相同的光照强度,结果显示在2种培养液(添加脂质和未添加两组)中SOX2、OCT4和NANOG均有表达,但是SOX2的表达量明显高于OCT4和NANOG。RT-PCR结果显示脂质添加剂(100×CDLC)处理的nlESCs可以提高多能性基因SOX2的表达(P<0.05),降低多能性基因OCT4、NANOG的表达(P<0.05);在脂肪酸合成通路中,ACACA表达量降低,而FAS、ME1和SCD1均无显著变化;脂滴合成通路中DGAT、PLIN1和PLIN2均无显著变化;在脂肪酸转运和降解通路中FABP5和PPARγ表达量显著降低(P<0.05),ACADM和ECHS1表达量下降,但不显著(P>0.05)。综上所述,在体外成熟液中添加10%pFF为猪卵母细胞体外成熟的最佳培养体系,电激活方式为孤雌激活最佳方法。脂肪酸代谢在8-细胞向囊胚发育的过程中发挥重要的作用,在猪PA胚胎和IVF胚胎之间存在特异性信号传导途径的差异。脂质添加剂对nlESCs的细胞形态没有影响,对nlESCs的多能性和脂肪酸代谢具有一定的影响。为更深入了解脂肪酸代谢在PED和nlESCs中的作用机制奠定基础。