在一項新的研究中，來(lái)自美國加州大學(xué)舊金山分校伊萊和伊迪特-布羅德再生醫學(xué)與干細胞研究中心的研究人員發(fā)現人胚胎發(fā)育中的一種重要的自然發(fā)生過(guò)程，而在實(shí)驗室中獲得胚胎干細胞時(shí)，這一過(guò)程丟失了。相關(guān)研究結果于2016年2月4日在線(xiàn)發(fā)表在CellStemCell期刊上，論文標題為“NaiveHumanPluripotentCellsFeatureaMethylationLandscapeDevoidofBlastocystorGermlineMemory”。

　　被干細胞表面標志物(綠色)包圍的活化人胚胎干細胞(紫色)，這些標志物在初始胚胎干細胞中缺失了。圖片來(lái)自美國加州大學(xué)洛杉磯分校。

　　這一發(fā)現為科學(xué)家們提供了關(guān)于產(chǎn)生用于再生醫學(xué)(如細胞移植或器官再生)的干細胞最好方法的至關(guān)重要的信息。這一發(fā)現也有助于人們對從未受精卵傳遞到胚胎中的信息如何可能影響胚胎的質(zhì)量，以及隨后的健康嬰兒出生產(chǎn)生深刻認識。

　　在這項研究中，研究人員著(zhù)重研究早期的胚胎中和胚胎內產(chǎn)生的干細胞中的DNA甲基化，其中DNA甲基化是一種DNA中自然發(fā)生的生化過(guò)程。

　　DNA甲基化在基因信息如何在體內使用中發(fā)揮著(zhù)作用。特定基因的正確DNA甲基化在正常的人體發(fā)育中起著(zhù)至關(guān)重要的作用，而且它也在人一生中維持健康細胞中一直發(fā)揮著(zhù)至關(guān)重要的作用。它也有助于維持胚胎干細胞在體內分化為任何一種細胞的能力。

　　研究人員獲得了關(guān)于DNA甲基化的兩項重要發(fā)現。首先，他們發(fā)現早期階段的胚胎，即胚泡(blastocyst)，在受精后至少6天時(shí)間內保持來(lái)自卵子的DNA甲基化譜。在之前的研究中，科學(xué)家們曾認為來(lái)自卵子的甲基化記憶在受精后只能保持幾個(gè)小時(shí)。

　　論文通信作者、加州大學(xué)舊金山分校教授A(yíng)manderClark說(shuō)，“我們知道受精后的6天時(shí)間在人體發(fā)育中起著(zhù)非常關(guān)鍵的作用，很多變化都是這段時(shí)間內發(fā)生的。目前而言，仍不清楚胚泡為何在這段時(shí)間內保持甲基化或它起著(zhù)什么作用，但是這一發(fā)現人們打開(kāi)新的研究領(lǐng)域：研究卵子中形成的甲基化譜如何影響胚胎質(zhì)量和健康嬰兒出生。”

　　研究人員的第二項發(fā)現揭示出利用一種最近開(kāi)發(fā)出的方法來(lái)盤(pán)碟中獲得來(lái)自胚胎的干細胞會(huì )導致甲基化丟失。

　　在早期胚胎中，胚胎發(fā)育的胚泡階段持續不到5天的時(shí)間。存在于胚泡發(fā)育初期的遠沒(méi)有成熟的人胚胎細胞被稱(chēng)作初始胚胎細胞(na?veembryonicstemcell)。人們認為在植入期間，這些初始胚胎細胞到達一種更為成熟的狀態(tài)。它們隨后被稱(chēng)作活化胚胎干細胞(primedembryonicstemcell)，這是它們作好準備變成體內任何一種細胞類(lèi)型。

　　在首次獲得人胚胎干細胞的1988年，科學(xué)家們使用一種產(chǎn)生活化胚胎干細胞的方法。在此之前，這是一種標準方法。直到最近，科學(xué)家們開(kāi)始一種不同的方法來(lái)保持這種初始胚胎干細胞狀態(tài)。

　　Clark說(shuō)，“在過(guò)去三年，初始胚胎干細胞一直被視為潛在由于活化胚胎干細胞。但是我們的數據證實(shí)在體外獲得胚胎干細胞的原始方法導致細胞出現問(wèn)題，如DNA重要位置上的甲基化丟失。因此，在我們有辦法產(chǎn)生處更加穩定的初始胚胎干細胞之前，產(chǎn)生用于再生醫學(xué)的胚胎干細胞還是應當處于活化狀態(tài)以便獲得最高質(zhì)量的細胞用于分化。”

　　為了進(jìn)一步開(kāi)展這項研究，研究人員將繼續攜手確定產(chǎn)生初始胚胎干細胞的最佳條件，在此條件下，這些干細胞更加穩定，并且保持基因組中最需要地方的甲基化狀態(tài)。