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      高齡母親當不得的另一原因:表觀遺傳變化影響胎盤發育

      時間:2016-01-28 11:19:14 文章作者: 點擊:

      表觀遺傳變化會不會影響下一代?通過什么樣的機制起作用?一直是一個謎,也是科學研究的討論熱點。

      我國學者在2013年的cell上揭示精子,而非卵子的DNA甲基化圖譜可遺傳給子代。而2014年中國科學院和北京大學在Cell Stem Cell發表了受精卵DNA去甲基化的重要機制。受精后,精子和卵細胞都會經歷一系列DNA甲基化組的重編程,從而建立起早期胚胎的發育全能性。

      那么母親經歷的表觀遺傳變化就不會影響下一代了嗎?研究人員發現,卵子中含有的表觀遺傳信息,會影響妊娠期間胎盤發育。這是以前不受重視的。這一在小鼠進行的研究表明,母親的健康,甚至在懷孕前的狀況,可能會影響她的胎兒的健康,并展示了對母親的年齡如何影響胎盤發育的問題給出解釋的可能。

      表觀遺傳信息不被編碼在基因序列中,但對確定哪些基因表達或不表達是有決定性的。其中的一個途徑就是通過基因甲基化。DNA甲基化標記在每個卵子在卵巢里發育的過程中即生成,受精后,其中一些標記是傳給胎兒和胎盤。

      在探討胎兒發育的母體信息時,迄今為止的重點一直是一個小部分被稱為"印記基因"的基因。然而,有近一千個基因組區域的甲基化通過卵細胞被傳遞到早期胚胎。研究者們探討了這一類型的甲基化在胎盤發育中的重要性,這是在妊娠期一個重要的器官,他們的研究結果發表最新一期的Developmental Cell上。

      圖片關鍵詞

      "我們驚訝地發現,卵子中DNA甲基化在胎盤發育中比受精后起更大的作用,在胚胎期都是很重要的。"來自倫敦Queen Mary大學工作組組長Miguel Branco解釋,"進化,似乎已經授予母親通過對懷孕期間胎盤發育指導的能力,來控制他們的后代在懷孕期間的增長。

      通過構建Dnmt3a/3b突變體,阻斷小鼠卵子的甲基化,研究者發現在卵子發生過程中產生的甲基化是正確的胎盤發育的關鍵。而關鍵的胎盤調節因子Ascl2印跡,只有部分負責這些影響。特別是,該研究確定了幾個涉及細胞的粘附和遷移的基因,由卵細胞甲基化所調節。具體來說,胎盤特異性DNA甲基化和Scml2的沉默相關。Scml2是一個Polycomb抑制復合物蛋白,在甲基化缺陷的胎盤中會讓其丟失細胞粘附的功能(如圖)。這兩個基因對于胎盤發育,建立與母體組織的連接,以及支持胚胎發育都很重要。

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      "這對我們來說是一個令人激動的結果,"Babraham研究所的組長Myriam Hemberger說,"基因印記現象解釋了一些原因,但我們的研究結果表明,甲基化在早期發育的重要性超出了基因印記。具體來說,母系遺傳的DNA甲基化標記是對于胎盤的特殊的細胞粘附和侵襲性等屬性是重要的,也確定了胎盤中所需要的細胞類型的正確的平衡。"

      這項研究揭示了孕產婦在懷孕前的健康狀況對胚胎潛在影響。

      "我們知道,營養,環境和老化的影響在我們細胞中DNA甲基化的模式,包括卵細胞,"Babraham學院的表觀遺傳學計劃負責人Wolf Reik介紹,"本研究提示的問題之一是與年齡有關的DNA甲基化變化可能和卵子質量的變化相關,隨后影響到胚胎或胎盤發育。"

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