辅助生殖医学科

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我院一项新发现刊登在世界顶级杂志《Nature》上:该研究有望优化试管婴儿胚胎质量!

2016-11-14

(来源:上观新闻)同济大学附属第一妇婴保健院首席科学家高绍荣研究团队近日在国际著名学术期刊《自然》在线发表最新研究成果,在国际范围内首次从全基因组水平上揭示了哺乳动物植入前胚胎发育过程中的组蛋白H3K4me3和HK27me3修饰建立过程。团队发现,宽的(broad)H3K4me3修饰在植入前胚胎发育过程中对基因表达发挥着重要调控作用。这一突破性成果将为优化植入前胚胎的质量提供可能,有助于提高辅助生殖技术的成功率,未来,会有更多反复流产、胚胎停育、不孕不育患者从中获益。

高绍荣教授、高亚威副教授和张勇教授为该论文的共同通讯作者,一妇婴转化医学研究中心刘晓雨、刘文强等4人为本文的并列第一作者。

高绍荣介绍,哺乳动物的发育起始于精子和卵母细胞结合后的受精卵,早期胚胎在植入前发育过程中,经历了剧烈的表观遗传修饰变化,并第一次出现细胞分化。“如果在这一过程中,组蛋白修饰出现异常就会导致胚胎发育异常,甚至植入前胚胎死亡。”

刘文强告诉解放日报·上海观察记者,“如今中国的不孕不育率已达15%,有上千万人受着这一困扰,且因为年龄、环境等因素,这一比例还在逐年上升。”为此,其中不少患者转而寻求辅助生殖医学的帮助,然而多年来,由于技术与培养液环境都未有新突破,成功率始终在40%至60%之间。“我们发现,表观遗传学对胚胎发育过程有着很大影响作用,在更丰富的理论指导,才可进一步提高辅助生殖医学的成功率。”

因此,为了更好、全面地了解组蛋白修饰变化,高绍荣研究团队利用极少量的细胞检测了小鼠植入前胚胎发育各个时期的组蛋白H3K4me3和H3K27me3修饰变化情况,这两个修饰分别对应基因的表达和沉默,这是目前已知的第一次系统地对哺乳动物植入前胚胎的组蛋白修饰进行全基因组水平上的检测。

他们通过分析发现,这两组组蛋白修饰的建立规律明显不同:H3K4me3修饰的建立更迅速,而H3K27me3修饰的建立比较缓慢,并且两者倾向建立的启动子区域不同。重要的是,在早期胚胎发育过程中,宽的H3K4me3修饰作为一种可调节的表观遗传修饰精确调控了各个时期基因的表达,并且可能在更多的生理过程中发挥重要作用。

“未来,在辅助生殖技术的运用中,胚胎植入前就可先筛查优劣,并有可能优化胚胎质量,从而提高辅助生殖胚胎植入后的成功率,造福更多渴望新生命的不孕家庭。”一妇婴院长段涛告诉解放日报·上海观察记者,“高绍荣教授实验室的这次研究,在转化医学发展中具有里程碑式的意义。当基础研究学者与临床医学真正走到一起时,临床转化之路才能走得更畅通。”

(作者:黄杨子)