驱动表观遗传重编程和分化机制确定

驱动表观遗传重编程和分化机制确定

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科学网

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https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/5/523211.shtm

图片表示从人类原始生殖细胞样细胞（绿色）到人类有丝分裂前精原细胞（红色）的体外分化。图片来源：日本京都大学人类生物学高级研究所

在《自然》杂志最新发表的一项研究中，日本京都大学人类生物学高级研究所斋藤通纪团队确定了驱动人类表观遗传重编程和分化机制的关键信号分子，这是体外配子生成（IVG）研究领域的重要突破。

人类IVG研究仍处于起步阶段，当前的主要目标是重建人类配子生成的完整过程。然而，如何在生殖细胞的创始群体或人类原始生殖细胞（hPGC）中重演表观遗传重编程这一标志性事件，一直是研究中的重大挑战。表观遗传重编程涉及将存在于DNA中的遗传细胞亲代“记忆”重置或删除，这是生殖细胞正确分化所必需的。

斋藤团队及其他团队之前的研究已成功在体外从多能干细胞生成了具有繁殖能力的人类原始生殖细胞样细胞（hPGCLC）。然而，这些hPGCLC还无法进行表观遗传重编程和分化。

在新研究中，斋藤及其同事确定了驱动表观遗传重编程以及hPGCLC分化为有丝分裂前精原细胞/卵原细胞所需的潜在信号分子。研究发现，成熟的发育信号分子——骨形态发生蛋白（BMP），在hPGCLC的重编程和分化过程中发挥着至关重要的作用。

值得注意的是，这些hPGCLC衍生的有丝分裂前精原细胞/卵原细胞不仅在基因表达和表观遗传谱上与人类体内实际的hPGC分化相似，而且还经历了超过100亿倍的广泛扩增。

斋藤表示，这项研究在将IVG转化为生殖医学方面取得了重大飞跃，代表着人们对生物学和人类表观遗传重编程背后原理理解的根本性进步。