本报讯 (特约记者仰东萍)近日,北京大学第三医院乔杰教授团队与北京大学生命科学学院汤富酬研究员团队,在《Cell Stem Cell(细胞干细胞)》杂志在线发表最新研究成果,系统阐述了人类胚胎生殖细胞及其微环境细胞(周围细胞)发育过程中的基因表达图谱及其调控机理,并为生殖细胞相关疾病的诊断和治疗提供了靶标。
在全球范围内,人类生育力呈明显下降趋势,我国不孕不育率超过10%。生殖技术帮助很多不孕不育的夫妇成功获得健康的后代,但即使经最先进的技术治疗,国内外平均活产率也仅为35%。制约生育成功率提高的主要因素在于人类对调节生殖细胞、胚胎正常发育的分子机制认识有限。生殖细胞(精子和卵子)基因表达调控的特征是什么?父母把哪些遗传序列、表观遗传记忆保留给后代,哪些必须清除?人类对很多问题还缺乏深刻的认识。
乔杰团队与汤富酬团队从2010年开始,围绕人类生殖细胞与胚胎发育机制开展了一系列研究。其最新研究对人类胚胎生殖细胞及其微环境细胞在妊娠4周~26周发育关键期的转录组进行解析与阐释,并通过后续功能实验,对性腺中生殖细胞的分布与定位、细胞亚群的精确比例关系等关键特征进行了系统分析。主要发现:定植到性腺后,人类雌性和雄性胚胎生殖细胞分别经历了4个与两个关键发育阶段,而且其发育是一个复杂而有序的不同步过程,同时确定了阶段特异性基因;鉴定出影响生殖细胞发育的关键微环境细胞及其基因转录特征与表面标志,信号通路活性以及核心转录因子网络;胚胎生殖细胞与性腺微环境细胞之间通过信号通路进行相互调控,协同维持性腺发育的稳定性和连续性;发现视黄酸的快速合成与及时降解之间的精确动态平衡,对于人类雌性生殖细胞进入减数分裂起重要调控作用。
此项研究从难免流产的流产胎儿直接分离生殖细胞用于分析,没有经过体外培养处理,因此为生殖细胞体外成熟与培养系统的建立奠定了基础。同时,对辅助生殖技术的安全性评估、生殖内分泌与代谢性疾病是否会遗传、反复流产或胚胎停育及临床上生殖细胞发育异常相关疾病的研究影响深远。
北京大学生命科学学院博士生李莉、董骥和北京大学第三医院生殖医学中心闫丽盈博士为该论文并列第一作者。乔杰和汤富酬为该论文共同通讯作者。该项研究得到了国家自然科学基金、国家基础研究计划、北京市科学技术委员会、国家高技术研究发展计划、北京未来基因诊断高精尖创新中心以及北大—清华联合中心的资助。