人类早期胚胎发育“秘密”获揭示

郑州大学第一附属医院孙莹璞研究组、清华大学生命科学学院颉伟研究组和医学院那洁研究组日前在《自然》杂志上发表研究论文，揭示人类早期胚胎发育各阶段染色质重编程变化规律。该成果为深入理解人类胚胎早期发育表观遗传调控提供了理论基础，对提高辅助生殖成功率以及发育相关出生缺陷防控有重大意义。

在人类胚胎发育过程中，由于早期胚胎材料的稀缺以及技术限制，染色体在全基因组水平上的重编程以及其与胚胎基因组转录激活的关系还鲜有研究。

研究团队发现，在人类胚胎合子基因组激活前的合子、2Cell、4Cell均发现有大量的染色质开放区域。研究人员首先鉴定出了胚胎发育过程中可能的重要转录因子。值得注意的是，胚胎基因普遍是在受精后发育至8细胞时期才大规模激活，而研究人员发现在基因组激活前的1到4细胞时期染色体上就存在大量的开放区域。随后研究发现，很多远端非启动子区也存在大量开放区域，并且这些区域富集转录因子的结合位点，然而这些开放染色质区域随着全基因组转录的激活反而大量消失，随后胚胎在很多新的位置建立起开放染色质区域，证明胚胎基因组转录激活对于开放染色质区域重编程的必要性。

研究人员提出，这种早期胚胎基因组激活前特有的开放染色质区域可能暂时储存转录因子，胚胎基因组激活时，这些位点被关闭，转录因子可以释放至启动子区参与基因组激活。

这项工作对于研究人类体内和体外多能性细胞具有重要的参考价值，为干细胞临床应用提供了理论依据。该研究首次揭示人类胚胎ZGA前存在广泛的染色质开放区域，并阐明其在胚胎发育过程的重编程模式，阐述了胚胎基因组转录激活对于开放染色质区域重编程的必要性。