驅動表觀遺傳重編程和分化機制確定

圖片表示從人類原始生殖細胞樣細胞（綠色）到人類有絲分裂前精原細胞（紅色）的體外分化。圖片來源：日本京都大學人類生物學高級研究所

科技日報北京5月23日電 （記者張夢然）在《自然》雜志上最新發表的一項研究中，由齋藤通紀領導的日本京都大學人類生物學高級研究所團隊，確定了人類生物學中驅動表觀遺傳重編程和分化機制的重要條件，這標志著人類體外配子生成（IVG）研究中一個新的里程碑。

人類IVG研究仍處于起步階段，當前的目標是重建人類配子生成的完整過程，但這面臨一個重大挑戰：如何在生殖細胞的創始群體或人類原始生殖細胞（hPGC）中，重演這一稱為表觀遺傳重編程的標志性事件。其中存在于DNA中的遺傳細胞親代“記憶”被重置或刪除，這是生殖細胞正確分化所必需的。

齋藤團隊和其他團隊之前的工作，已成功在體外從多能干細胞生成了人類原始生殖細胞樣細胞 (hPGCLC)，其具備hPGC的幾個基本特征，包括繁殖能力。然而，這些hPGCLC還無法進行表觀遺傳重編程和分化。

在新研究中，齋藤及其同事確定了驅動表觀遺傳重編程以及hPGCLC分化為有絲分裂前精原細胞/卵原細胞這一過程中所需的潛在信號分子。研究人員發現，成熟的發育信號分子——骨形態發生蛋白（BMP），在hPGCLC的重編程和分化過程中發揮著至關重要的作用。

值得注意的是，這些hPGCLC衍生的有絲分裂前精原細胞/卵原細胞，不僅在基因表達和表觀遺傳譜上與人類體內實際的hPGC分化相似，而且還經歷了超過100億倍的廣泛擴增。

齋藤表示，這項研究在將IVG轉化為生殖醫學方面取得了重大飛躍，代表著人們對生物學和人類表觀遺傳重編程背后原理理解的根本性進步。