高紹榮CellReports：小鼠植入前胚胎蛋白質組動態圖譜

　　近日，同濟大學高紹榮課題組與華東師范大學廖魯劍課題組合作在Cell子刊《Cell Reports》雜志在線發表題為“Protein Expression Landscape of Mouse Embryos during Pre-implantation Development”的文章。首次報道了小鼠植入前胚胎蛋白質組動態圖譜，揭示了早期胚胎發育過程中蛋白質水平的獨有模式。

　　在受精之后，終末分化的兩種生殖細胞結合形成具有全能性的受精卵，并逐漸分化形成一個完整的生命體，在這個過程中，母源蛋白的儲存和降解保證了受精過程和卵裂早期重編程的正確發生，而胚胎基因組表達蛋白的合成和發揮作用是胚胎繼續發育和分化的重要保證，相比轉錄組的研究，蛋白質作為大部分功能實現的最終分子是胚胎發育和調控的主要執行者，其動態變化對于研究早期胚胎發育調控十分重要。然而由于技術水平的限制和材料獲取的難度，植入前胚胎的蛋白質組研究一直未能實現。

　　高紹榮課題組利用高靈敏的蛋白定量質譜技術，檢測了小鼠植入前胚胎受精卵，2-細胞，4-細胞，8-細胞，桑葚胚和囊胚等六個時期的蛋白質組信息，成功確認了植入前胚胎中四千多個蛋白的含量變化信息，并首次繪制了植入前胚胎蛋白質組動態圖譜。

　　他們的研究發現早期胚胎發育中存在顯著的蛋白水平和蛋白修飾的變化，他們鑒定發現了大量母源蛋白，以及與胚胎分化和囊胚形成密切相關的蛋白。通過蛋白互作調控網絡分析，他們成功預測了一些胚胎發育過程中的重要調控因子，并進行了驗證。如rRNA結合蛋白Rrp9被發現可能是囊胚形成的關鍵蛋白，驗證發現該基因在胚胎的敲降將直接引發胚胎在桑葚胚階段的死亡。對蛋白的修飾分析，發現了許多重要激酶和信號通路的磷酸化在植入前胚胎中存在顯著變化。聯合轉錄組數據分析，進一步發現植入前胚胎中蛋白的表達變化與mRNA的變化并不一致，而是存在錯位，并且在受精后，可以觀察到明顯的與蛋白變化無關的大量母源RNA降解，這表明在早期胚胎中存在豐富的RNA轉錄后調控，如RNA選擇性降解與選擇性翻譯等。這些發現都為胚胎發育的調控機制研究提供了新的方向。

　　該成果填補了植入前胚胎發育在蛋白質組水平上的研究空白，為深入研究胚胎發育的機制提供了全新的數據依據和研究方向。同濟大學生命科學與技術學院的高紹榮教授和華東師范大學的廖魯劍教授為本文的共同通訊作者，同濟大學的高亞威副教授，劉曉雨博士，李翀副研究員以及華東師范大學的唐彬老師為本文的共同第一作者。該研究得到了科技部重點研發計劃、國家自然科學基金委、上海市科委學術帶頭人計劃，晨光計劃、上海浦江人才計劃以及國家985計劃的資助。