延時成像技術：精準監(jiān)測胚胎發(fā)育形態(tài)學的創(chuàng)新利器

胚胎發(fā)育形態(tài)學評估：
    胚胎發(fā)育是一個高度變化的動態(tài)過程，但使用傳統(tǒng)形態(tài)評估方法檢測胚胎發(fā)育，可能會忽略胚胎的關鍵階段，特別是胚胎分裂和異常的合子卵裂模式。除形態(tài)學評分外，有研究者建議篩查染色體錯誤以改進優(yōu)質(zhì)胚胎的篩選，然而，基因分析成本高昂，而且需要在活檢過程中仔細操作以保持胚胎的存活率。所以在評估胚胎質(zhì)量時，形態(tài)動力學參數(shù)具有重要價值。利用延時成像技術，可對胚胎從受精到移植的整個過程進行非侵入性的連續(xù)觀察。這項技術目前已被用于檢測囊胚形成、倍性和胚胎植入潛力等關鍵事件。
 
延時成像培養(yǎng)系統(tǒng)（Time lapse system，TLS）：
利用培養(yǎng)箱內(nèi)置的顯微鏡和成像系統(tǒng)，在設定的時間間隔對胚胎進行拍攝，并將拍攝的圖像集成創(chuàng)建為實時圖像。
 
延時成像培養(yǎng)系統(tǒng)的優(yōu)勢：

• 實現(xiàn)對胚胎進行動態(tài)、連續(xù)地觀測
• 閉合式培養(yǎng)，培養(yǎng)環(huán)境穩(wěn)定
• 提供形態(tài)動力學參數(shù)（卵裂時間間隔、卵裂方式等），優(yōu)化胚胎選擇

 
延時成像培養(yǎng)系統(tǒng)（TLS）可以提供以下形態(tài)動力學參數(shù)：

形態(tài)動力學參數(shù)
tPB2	第二極體出現(xiàn)時間
tPNf	原核消失的時間
tn	分裂n細胞的時間（例如t8，分裂成8細胞的時間）
tSB	從授精到囊胚形成腔隙的時間
tB	從授精到囊腔充滿整個囊胚的階段，囊胚直徑的增加<10%
tEB	從授精到囊腔向外擴張的時間，囊腔直徑的增加>30%，透明帶變薄
tHB	從授精到囊胚透明帶孵出的時間
碎片	卵裂球來源的無核結構，碎片程度以碎片占胚胎總體積的百分比表示（ESHRE 2000）
不規(guī)則卵裂（AC）	非階段特異性卵裂模式
直接不均等卵裂（DUC）	一個卵裂球分裂成三個而不是兩個子細胞
DUC1	配子時期直接卵裂形成3-4個卵裂球
DUC2	二細胞時期胚胎直接卵裂形成5或6個卵裂球
DUC3	四細胞時期胚胎直接卵裂形成≥9個卵裂球
逆向卵裂（RC）	卵裂球融合
囊胚皺縮	囊胚階段透明帶和滋養(yǎng)細胞發(fā)生自分離
多核	2細胞或4個細胞階段或第2天或第4天，至少一個卵裂球存在多個核

延時成像技術在胚胎發(fā)育形態(tài)學評估的應用：
    2023年5月23日，Scientific reports發(fā)表題為《Embryo morphokinetics derived from fresh and vitrified bovine oocytes predict blastocyst development and nuclear abnormalities》的研究論文，展示了通過延時成像技術描述玻璃化冷凍牛卵母細胞形成的胚胎發(fā)育形態(tài)動力學特征。
   
    該研究利用延時成像技術監(jiān)測新鮮與玻璃化冷凍牛卵母細胞的胚胎發(fā)育，建模分析早期囊胚卵裂時間和模式，以探索其與第8天囊胚發(fā)育的關聯(lián)。通過邏輯回歸和ROC特征曲線分析形態(tài)動力學參數(shù)的預測潛力，確定了最佳閾值點。研究發(fā)現(xiàn)，停滯期與胚胎發(fā)育高度相關，快速的第一次卵裂增加囊胚發(fā)育機會，而異常的合子卵裂事件則降低囊胚發(fā)育質(zhì)量。玻璃化冷凍雖對胚胎生產(chǎn)損害不大，但顯著影響囊胚發(fā)育，主要表現(xiàn)為卵裂速度慢、停滯期發(fā)生率低和早期胚胎發(fā)育停滯增加�？傊�，通過延時成像技術評判的第一次卵裂時間、停滯期的存在以及無合子卵裂異常是預測牛卵母細胞發(fā)育成囊胚能力的最佳指標。
 
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參考文獻：
[1]Bamford T, Barrie A, Montgomery S, et al. 2022. Morphological and morphokinetic associations with aneuploidy: a systematic review and meta-analysis. Hum Reprod Update [J], 28: 656-686.
[2]Angel-Velez D, De Coster T, Azari-Dolatabad N, et al. 2023. Embryo morphokinetics derived from fresh and vitrified bovine oocytes predict blastocyst development and nuclear abnormalities. Sci Rep [J], 13: 4765.