新闻 | 多囊卵巢综合征患者胚胎携带独特“表观遗传记忆”,揭示疾病遗传之谜
在第41届欧洲人类生殖与胚胎学会年会(ESHRE)上,科研人员公布了一项开创性研究:来自多囊卵巢综合征(PCOS)女性的胚胎中,存在一种独特的“表观遗传记忆”,这或许能解释为何PCOS具有家族聚集性。
PCOS 是一种全球范围内影响约 10%育龄女性 的常见内分泌疾病,典型表现包括月经不规律、高雄激素血症以及卵巢多囊样改变。尽管它是导致不孕的重要原因之一,但其遗传机制与分子基础至今未明
胚胎早期“携带记忆”:关键表观遗传异常已在卵母细胞中出现
本研究由朱倩书博士(Dr. Qianshu Zhu)领导,团队对133名PCOS患者和95名非PCOS不孕女性在辅助生殖周期中获取的卵母细胞与胚胎进行了分析。他们使用超低输入测序技术(ultra-low-input sequencing),在单个细胞水平检测了基因表达与表观遗传特征。
研究发现,PCOS患者胚胎在胚胎基因组激活(EGA)、代谢通路、染色质结构与表观遗传调控等多个核心环节存在系统性异常,活跃的反转录转座子(retrotransposons)也被异常激活,提示胚胎发育早期的稳定性已被破坏。
更令人瞩目的是,这些变化高度关联于三种关键组蛋白修饰的紊乱:
H3K27me3(经典的转录抑制标记)
H3K4me3(活跃启动子标记)
H3K9me3(异染色质相关标记)
朱博士表示:“我们在第3天的胚胎中观察到的H3K27me3异常,有将近一半在卵母细胞中就已存在,这意味着母体已将表观遗传信号传递给下一代。”
体外修复尝试:阻断H3K27me3有望部分“逆转”异常
为验证这一机制,研究团队尝试对胚胎进行体外药物干预。使用两种PRC2复合体抑制剂——EED226与valemetostat处理胚胎后,H3K27me3水平均有所下降,部分恢复了胚胎的正常基因表达活性。这一结果暗示,有可能在辅助生殖中通过表观遗传干预手段修复胚胎异常。
朱博士指出:“H3K27me3 过去主要被研究于癌症领域,但此次发现其可能在PCOS中扮演跨代传递的角色,为临床胚胎评估乃至干预带来了新的可能性。”
启示与展望:H3K27me3或成IVF胚胎优选新标志
目前,PCOS的诊断仍主要依赖于激素水平和卵巢超声表现,但研究团队认为,未来或可通过检测H3K27me3等表观遗传标志实现更早期的风险识别与胚胎优选,提升辅助生殖成功率。
不过,朱博士也强调,当前研究基于实验室培养胚胎,尚未能直接推断对胎儿或出生婴儿的长期影响。团队下一步计划在小鼠模型中敲低Kdm6a 与 Kdm6b(H3K27me3的去甲基酶),验证是否会出现类似PCOS的表型。
“如果我们能证实,通过修改组蛋白修饰可改变下一代PCOS表型,这将为疾病预防提供极具前景的分子靶点。”
欧洲人类生殖与胚胎学会主席 Karen Sermon 教授对此评论道:“PCOS至今在分子层面仍属‘未解之谜’,此次对大量患者卵母细胞与胚胎的系统研究,为我们打开了理解与治疗PCOS的全新窗口。”
本研究摘要已发表于国际权威期刊《Human Reproduction》。
故事来源:
网络收集
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在第41届欧洲人类生殖与胚胎学会年会(ESHRE)上,科研人员公布了一项开创性研究:来自多囊卵巢综合征(PCOS)女性的胚胎中,存在一种独特的“表观遗传记忆”,这或许能解释为何PCOS具有家族聚集性。
PCOS 是一种全球范围内影响约 10%育龄女性 的常见内分泌疾病,典型表现包括月经不规律、高雄激素血症以及卵巢多囊样改变。尽管它是导致不孕的重要原因之一,但其遗传机制与分子基础至今未明
胚胎早期“携带记忆”:关键表观遗传异常已在卵母细胞中出现
本研究由朱倩书博士(Dr. Qianshu Zhu)领导,团队对133名PCOS患者和95名非PCOS不孕女性在辅助生殖周期中获取的卵母细胞与胚胎进行了分析。他们使用超低输入测序技术(ultra-low-input sequencing),在单个细胞水平检测了基因表达与表观遗传特征。
研究发现,PCOS患者胚胎在胚胎基因组激活(EGA)、代谢通路、染色质结构与表观遗传调控等多个核心环节存在系统性异常,活跃的反转录转座子(retrotransposons)也被异常激活,提示胚胎发育早期的稳定性已被破坏。
更令人瞩目的是,这些变化高度关联于三种关键组蛋白修饰的紊乱:
H3K27me3(经典的转录抑制标记)
H3K4me3(活跃启动子标记)
H3K9me3(异染色质相关标记)
朱博士表示:“我们在第3天的胚胎中观察到的H3K27me3异常,有将近一半在卵母细胞中就已存在,这意味着母体已将表观遗传信号传递给下一代。”
体外修复尝试:阻断H3K27me3有望部分“逆转”异常
为验证这一机制,研究团队尝试对胚胎进行体外药物干预。使用两种PRC2复合体抑制剂——EED226与valemetostat处理胚胎后,H3K27me3水平均有所下降,部分恢复了胚胎的正常基因表达活性。这一结果暗示,有可能在辅助生殖中通过表观遗传干预手段修复胚胎异常。
朱博士指出:“H3K27me3 过去主要被研究于癌症领域,但此次发现其可能在PCOS中扮演跨代传递的角色,为临床胚胎评估乃至干预带来了新的可能性。”
启示与展望:H3K27me3或成IVF胚胎优选新标志
目前,PCOS的诊断仍主要依赖于激素水平和卵巢超声表现,但研究团队认为,未来或可通过检测H3K27me3等表观遗传标志实现更早期的风险识别与胚胎优选,提升辅助生殖成功率。
不过,朱博士也强调,当前研究基于实验室培养胚胎,尚未能直接推断对胎儿或出生婴儿的长期影响。团队下一步计划在小鼠模型中敲低Kdm6a 与 Kdm6b(H3K27me3的去甲基酶),验证是否会出现类似PCOS的表型。
“如果我们能证实,通过修改组蛋白修饰可改变下一代PCOS表型,这将为疾病预防提供极具前景的分子靶点。”
欧洲人类生殖与胚胎学会主席 Karen Sermon 教授对此评论道:“PCOS至今在分子层面仍属‘未解之谜’,此次对大量患者卵母细胞与胚胎的系统研究,为我们打开了理解与治疗PCOS的全新窗口。”
本研究摘要已发表于国际权威期刊《Human Reproduction》。
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