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国际首次发现植入前胚胎组蛋白修饰建立过程

2016.9.18

　　由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的相关科学新发现于2016年9月15日凌晨，在国际著名学术期刊《Nature》在线发表。该研究团队采用最新研究技术，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，并发现宽的（broad）H3K4me3修饰在植入前胚胎发育过程中对基因表达发挥重要调控作用。这是国际上的首次重大发现。

　　这一突破性成果，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，未来可有更多反复流产、胚胎停育、不孕不育患者获益。

　　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的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。此项研究结果揭示了组蛋白修饰在早期胚胎发育的过程中起非常重要的作用。对其进行深入研究，为植入前胚胎发育以及早期细胞分化的表观遗传调控机制并最终提高辅助生殖成功率打开了一扇新的大门。

　　为了更好地、全面地了解组蛋白修饰变化，在本研究中，高绍荣研究团队利用并改进了最新发表的适用于低起始量细胞的新型技术。采用该技术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。

　　该研究第一次建立起了哺乳动物植入前胚胎发育过程中的组蛋白H3K4me3和H3K27me3修饰图谱，并发现了植入前胚胎发育特殊的表观遗传调控机制。将来在辅助生殖技术的运用中，在胚胎植入前，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，为将来提高辅助生殖成功率提供基础研究和发展方向。临床转化之路虽然漫长，但是希望就在眼前。

　　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，同济大学附属第一妇婴保健院转化医学研究中心的刘晓雨、刘文强等四人为本文的并列第一作者。

胚胎发育表观遗传组蛋白修饰

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