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<p>天然人胚胎干细胞集落的显微镜图像,显示绿色的TFAP2C蛋白细胞的细胞核是蓝色的(图片来源:加州大学洛杉矶分校广泛干细胞研究中心/自然细胞生物学)自然细胞生物学杂志的一项新研究揭示了信息关于人类胚胎细胞必须在胚胎植入前通过的关键阶段由加州大学洛杉矶分校生物学家Amander Clark领导的研究可以帮助解释不孕和自发流产的某些原因不孕不育影响美国大约10%的人口,大约15到美国所有怀孕的20%以流产告终</p><p>在许多情况下,不孕和流产的原因尚不清楚由加州大学洛杉矶分校的分子细胞和发育生物学教授,以及Eli和Edythe Broad再生医学中心成员克拉克领导的团队</p><p>和加州大学洛杉矶分校的干细胞研究,开始寻找人类胚胎干细胞中表观基因组学变化 - 基因表达的非遗传影响</p><p>这可以解释为什么一些胚胎不可行UCLA广泛干细胞研究中心的科学家用荧光色标记人类胚胎幼稚多能胚胎干细胞,它可以在体内产生任何细胞类型并在胚胎植入前存在于胚胎中</p><p>子宫内膜,以绿色出现这些细胞含有一种叫做TFAP2C的蛋白质,必须存在于细胞中才能使胚胎存活</p><p>如果在早期胚胎发育的这个关键阶段不存在TFAP2C,可能会发生早期流产</p><p> ,2018年4月25日出版的“自然细胞生物学”杂志,提供有助于更好地预测不育或胚胎质量的基础知识</p><p>他们首先分析早期胚胎中的细胞;这些细胞是多能的,这意味着它们可以变成人体内的任何细胞“多年来,研究人员认为人类多能性只是一种状态,”克拉克说:“然而,在过去三年中,该领域发现了人类多能性涉及至少两个主要状态,并且随着胚胎的生长,干细胞通过这两种不同的多能性状态,在通往胚胎的途中建立妊娠“人类胚胎受精后,在子宫内膜植入之前,细胞进入胚胎处于一种非常不成熟的多能状态,称为“幼稚”状态</p><p>对于幼稚状态知之甚少,但科学家认为,如果胚胎细胞不能首先进入这种状态,胚胎就不可行,并且会发生流产</p><p>胚胎植入,其细胞进入“引发”状态引发细胞准备分化成体内所有的各种细胞类型“虽然没有人确切知道w如果存在多能性的幼稚状态,或是什么帮助幼稚细胞在该状态下保持一段时间,可能是提供一种保护机制,防止胚胎细胞过快分化,这将确保植入的时机是正确的“克拉克说,为了更好地了解有助于调节幼稚状态的因素,研究人员比较了实验室创造的幼稚和致敏胚胎干细胞中的表观基因组变化他们发现两种细胞类型在整个DNA中都有不同的开放染色质序列</p><p>染色质由DNA和蛋白质组成凝聚形成细胞核内的染色体任何细胞类型中的开放染色质的独特序列充当条形码染色质开放区域中称为转录因子的基因调节蛋白“扫描”条形码然后与其结合,影响细胞中的遗传活性“我们专门研究了开放的染色质,发现了幼稚胚胎特有的条形码干细胞一遍又一遍地重复,所以我们问什么转录因子识别条形码,“克拉克说,研究人员发现一种名为TFAP2C的转录因子识别条形码为了更多地了解其特定的作用,他们删除了制造该条形码的基因</p><p>使用名为CRISPR-Cas9的基因编辑工具在实验室中引发初生和幼稚胚胎干细胞的TFAP2C蛋白他们发现缺失对引发的干细胞没有影响相反,当TFAP2C从幼稚干细胞中删除时,染色质开放区域与幼稚状态关闭,幼稚干细胞进入致敏状态 该研究还揭示了大约1,500个开放染色质区域对TFAP2C的丢失非常敏感,并显示在这些区域有数百个与早期胚胎发育相关的基因“我们发现TFAP2C的存在标志着它们之间的重要区别</p><p>幼稚和引发的多能性状态,以及TFAP2C是维持多能性幼稚状态所必需的,“Clark说”我们还发现,如果没有TFAP2C,数百个基因表达不正确,这很可能导致早期流产“此外,研究人员证实,实验室创建的幼稚胚胎干细胞中存在的开放染色质区域也存在于与植入相关的阶段之前的胚胎中“我们的研究结果与人类发育的自然过程相关,因为它们与我们在人类植入前胚胎中看到,“克拉克说”这提供了关于生命周期中的时间的新信息我们对此基本知识知之甚少可能有助于更好地预测不育或胚胎质量“该研究还可能导致医学领域的重大进展,这在历史上一直资金不足和未得到充分认识 - 部分原因是不育症的主题有时被视为禁忌,因为它不会吸引像癌症这样的致命疾病的注意力“经历不孕和流产的人可能会告诉亲密的朋友或家人,但这些问题往往不会被讨论,”克拉克说,“但不育症是一个重要的健康问题它值得我们关注,我们作为一个社会需要更加开放“多能干细胞研究得到了Jane Coffin Childs医学研究纪念基金,中国奖学金委员会,国家儿童健康与人类发展研究所的支持</p><p> ,澳大利亚国家健康与医学研究委员会,Silvia和Charles Viertel高级医学研究部llowships和霍华德休斯医学研究所人类胚胎研究由加州大学洛杉矶分校广泛干细胞研究中心及其培训计划资助出版:William A Pastor等,“TFAP2C通过开放增强子调节人类幼稚多能性的转录”,Nature Cell Biology ,第20卷,第553-564页(2018)doi: