胚胎发育研究迈进重要一步！Cell Stem Cell发现一种新型早期胚胎模型

时间：2022-02-28 00:00:00 来源：网络整理

来自巴巴拉罕研究所的研究人员在《细胞干细胞》杂志上发表了他们的最新研究成果，描述了一个新的人类胚胎干细胞亚群，它与人类8细胞胚胎阶段基因组“唤醒”时的细胞非常相似。这种新的干细胞模型将允许研究人员在早期发育过程中绘制出关键的基因组变化，并有助于更好地理解基因组激活错误对发育障碍和胚胎丢失的影响。

在所有哺乳动物中，早期胚胎在受精后会经历一系列的分子活动，为以后的发育奠定基础。在这个关键的“唤醒信号”中，胚胎的基因组从母体基因组接管了对细胞活动的控制。在人类中，这发生在8细胞阶段，被称为合子基因组激活(ZGA)。在本研究发现之前，人类ZGA的细节研究只能在人类胚胎中进行;现有的人类干细胞模型仅代表发育过程后期的胚胎。在英国，使用胚胎的实验是允许的，但受到高度监管，这意味着对早期发育的研究在一定程度上依赖于替代的、非人类的模型。

2012年，代表基因组激活发展阶段的细胞在小鼠胚胎干细胞(ESCs)中被发现，这让研究人员对哺乳动物ZGA有了更多的了解。近十年后，该研究所的Reik实验室在人类身上发现了类似的生物。该实验室的发现为我们进一步了解植入前发育的早期事件开辟了一条道路。

该研究所表观遗传学研究计划的一部分，Reik实验室的首席作者和研究员Jasmin Taubenschmid-Stowers博士评论道:“研究小鼠胚胎干细胞让研究人员了解了基因组激活的一般过程，但由于我们发现了一种人类干细胞，我们可以对人类发展的这一重要步骤了解得更多。”

为了发挥作用，细胞以RNA代码的形式复制基因组，然后翻译成蛋白质。输出的RNA代码被称为转录组，它可以用来识别不同的细胞群体。在这项研究中，研究人员利用现有的人类数据集和小鼠ESC研究的信息来识别可能与基因组激活相关的特征转录组标记。利用单细胞技术，他们开始在人类ESCs群体中寻找类似的细胞。

该团队发现，人类ESCs的一个子集具有正确的转录组标记，可能与8细胞阶段相匹配，当基因组激活的主要浪潮发生时。他们将这些细胞称为“8细胞样细胞”或8clc，并使用已发表的人类数据进一步验证和确认，这些细胞具有相同的表明基因组激活的分子输出，可以作为未来研究的可靠模型。

为了进一步探索他们的8clc和人类胚胎中的8细胞阶段之间的相似程度，该团队与来自惠康- MRC剑桥干细胞研究所的Jennifer Nichols教授合作。他们一起能够选择和搜索存在于这两组细胞中的蛋白质，这些蛋白质表明了ZGA。他们的结果表明，8clc的ZGA相关蛋白与人类8细胞胚胎中的蛋白非常匹配。

正如Jasmin解释的那样:“与Nichols教授和她的团队的合作是至关重要的，因为我们可以识别选定的蛋白质，并真正地观察那些真实的、固定的人类8细胞期胚胎细胞，与我们新的干细胞相比较。这项工作证实，除了转录组数据外，我们的8c样细胞也在蛋白质水平上匹配，验证了8细胞样细胞在多个分子层上匹配胚胎细胞。”

“我们现在的重点是研究这些细胞的特征，了解它们的独特特性，这样我们就可以用8细胞样细胞作为工具，来研究可能在早期阶段引起发育问题的分子变化。”

文章标题

8C-like cells capture the human zygotic genome activation program in vitro

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