人胚胎干細(xì)胞甲基化的新了解
/ 2016-08-19 07:04:26
在一項(xiàng)新的研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)人胚胎發(fā)育中的一種重要的自然發(fā)生過程，而在實(shí)驗(yàn)室中獲得人胚胎干細(xì)胞時(shí)，這一過程丟失了。
這一發(fā)現(xiàn)為科學(xué)家們提供了關(guān)于產(chǎn)生用于再生醫(yī)學(xué)(如細(xì)胞移植或器官再生)的干細(xì)胞最好方法的至關(guān)重要的信息。這一發(fā)現(xiàn)也有助于人們對(duì)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(rèn)識(shí)。
在這項(xiàng)研究中，研究人員著重研究早期的胚胎中和胚胎內(nèi)產(chǎn)生的干細(xì)胞中的DNA甲基化，其中DNA甲基化是一種DNA中自然發(fā)生的生化過程。
DNA甲基化在基因信息如何在體內(nèi)使用中發(fā)揮著作用。特定基因的正確DNA甲基化在正常的人體發(fā)育中起著至關(guān)重要的作用，而且在人一生中，它也一直在維持健康細(xì)胞中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。它也有助于維持胚胎干細(xì)胞在體內(nèi)分化為任何一種細(xì)胞的能力。
研究人員獲得了關(guān)于DNA甲基化的兩項(xiàng)重要發(fā)現(xiàn)。首先，他們發(fā)現(xiàn)早期階段的胚胎，即胚泡(blastocyst)，在受精后至少6天時(shí)間內(nèi)保持來自卵子的DNA甲基化譜。在之前的研究中，科學(xué)家們?cè)J(rèn)為來自卵子的甲基化記憶在受精后只能保持幾個(gè)小時(shí)。
研究人員說，知道受精后的6天時(shí)間在人體發(fā)育中起著非常關(guān)鍵的作用，很多變化都是這段時(shí)間內(nèi)發(fā)生的。目前而言，仍不清楚胚泡為何在這段時(shí)間內(nèi)保持甲基化或它起著什么作用，但是這一發(fā)現(xiàn)為人們打開一個(gè)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(xiàng)發(fā)現(xiàn)揭示出利用一種最近開發(fā)出的方法在盤碟中獲得人胚胎干細(xì)胞會(huì)導(dǎo)致甲基化丟失。
在早期胚胎中，胚胎發(fā)育的胚泡階段持續(xù)不到5天的時(shí)間。存在于胚泡發(fā)育初期的遠(yuǎn)沒有成熟的人胚胎干細(xì)胞被稱作初始胚胎干細(xì)胞(na?veembryonicstemcell)。隨后在植入期間，人們認(rèn)為這些初始胚胎干細(xì)胞到達(dá)一種更為成熟的狀態(tài)，此時(shí)它們被稱作活化胚胎干細(xì)胞(primedembryonicstemcell)，這時(shí)它們作好準(zhǔn)備變成體內(nèi)任何一種細(xì)胞類型。
在首次獲得人胚胎干細(xì)胞的1988年，科學(xué)家們使用一種產(chǎn)生人活化胚胎干細(xì)胞的方法。在此之前，這是一種標(biāo)準(zhǔn)方法。直到最近，科學(xué)家們開始使用一種不同的方法來保持這種初始胚胎干細(xì)胞狀態(tài)。
Clark說，“在過去三年，初始胚胎干細(xì)胞一直潛在地被視為優(yōu)于活化胚胎干細(xì)胞。但是我們的數(shù)據(jù)證實(shí)在體外獲得胚胎干細(xì)胞的原始方法導(dǎo)致細(xì)胞出現(xiàn)問題，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(wěn)定的初始胚胎干細(xì)胞之前，產(chǎn)生用于再生醫(yī)學(xué)的胚胎干細(xì)胞還是應(yīng)當(dāng)處于活化狀態(tài)以便獲得最高質(zhì)量的細(xì)胞用于分化。”
為了進(jìn)一步開展這項(xiàng)研究，研究人員將繼續(xù)攜手確定產(chǎn)生初始胚胎干細(xì)胞的最佳條件，在此條件下，這些干細(xì)胞更加穩(wěn)定，并且保持基因組中特定位置的甲基化狀態(tài)。
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