阐述人类围着床期胚胎发育分子调控规律

今日，北京大学第三医院官方微信发布消息，8月22日，北京大学第三医院乔杰课题组和汤富酬课题组合作，在国际权威学术期刊《自然》（Nature，IF：43.07）在线发表研究成果“Reconstituting the transcriptome and DNA methylome landscapes of human implantation”（“利用单细胞转录组和DNA甲基化组图谱重构人类胚胎着床过程”）。该研究首次阐述了人类胚胎着床过程（受精后第5天到14天）基因表达调控网络和DNA甲基化动态变化规律，解析了围着床期胚胎发育的分子调控机制。

　　人类胚胎发育起始于精卵结合，受精卵通过多次卵裂发育为由内细胞团和滋养层细胞组成的囊胚。人类囊胚着床一般发生在受精后的第5~7天，胚胎与子宫内膜黏附并逐渐侵入，才能继续发育形成胎儿。自然妊娠情况下，20%以上的概率会发生停育或流产。目前的辅助生殖技术成功率一直徘徊在40%左右，即使经过胚胎植入前遗传学检测，选择染色体正常的胚胎进行移植，仍然会有一半左右的胚胎着床失败或早期流产。

　　而发生上述问题最重要的原因，就是早期胚胎的发育异常。既往对着床的过程研究通常是使用小鼠等模式生物进行。根据国际公认的“14天原则”，对人类胚胎的研究允许到受精后14天，但由于技术的限制，很难获得早期着床后（7-14天）的人类胚胎，人类围着床期胚胎发育的过程仍然是一个“黑匣子”。

　　据介绍，合作团队长期聚焦于人类胚胎早期发育分子调控机制，先后建立了人类植入前胚胎和胎儿不同器官发育的基因表达或表观遗传图谱。在既往研究基础上，本研究借助人类胚胎体外长时培养技术，模拟了人类胚胎的着床和早期着床后发育过程，系统解析了这一关键阶段调控胚胎细胞谱系分化的基因表达和表观遗传特征。

　　该项研究的主要发现包括人类胚胎在囊胚后期逐渐具备体外自我重构与着床的能力；围着床期胚胎中X染色体失活与上调两种机制并存，调控X染色体上基因表达剂量；围着床期胚胎中各谱系细胞具有特异性DNA甲基化特征。这些发现对于认识人类早期胚胎发育及着床机制、探索着床失败的原因具有重要价值，为临床上早期流产、胎儿畸形等疑难病例的诊治提供了新的理论依据。虽然，人类体内和体外胚胎发育的具体差异有待进一步研究，但本研究为优化体外着床体系，为多能干细胞的分化与胚胎发育相关研究提供了重要依据。