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研究发现,在怀孕期间,变成精子或卵子的细胞非常脆弱

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-01-12  浏览次数:14
核心提示:加州大学洛杉矶分校EliEdythe Broad Center of再生医学和干细胞研究中心的Amander Clark博士今天在网上发表的一项新研究极大地加

加州大学洛杉矶分校Eli & Edythe Broad Center of再生医学和干细胞研究中心的Amander Clark博士今天在网上发表的一项新研究极大地加深了人们对人类生殖系的理解。生殖细胞系中高度分化的细胞,称为生殖细胞,是身体中唯一一种能够将父母的基因传递给亲生子女的细胞类型。生殖细胞的异常可导致不育以及年轻男孩的生殖细胞肿瘤和年轻女孩的原发性卵巢功能不全等疾病。发表在《细胞》(Cell)杂志上的这项研究,密切关注了产前生殖细胞的遗传信息如何在胎儿时期免受伤害,表明这些重要的细胞在发育阶段缺乏保护,容易受到伤害。

“我的总体研究目标是了解人类不孕不育的原因,因此,密切关注胚胎中的生殖细胞是如何发育的至关重要,”加州大学洛杉矶分校(UCLA)生命科学分子、细胞和发育生物学副教授兼副主席克拉克(Clark)说。“我们对胎儿生殖细胞是如何在体内形成的知之甚少;我正在努力了解它们在开发过程中对什么是敏感的,以及什么是保护它们不受外部环境因素影响的因素,这些因素可能导致它们不能正常工作。
保护人类遗传信息(通常称为基因组)的一个至关重要的生化过程被称为甲基化。人体中所有的健康细胞都是甲基化的。甲基化在基因组上起着保护层的作用,保护细胞不受突变的影响。如果细胞没有甲基化,基因组就很容易受到损伤。甲基化去除,称为去甲基化,在人体中很少发生。其中一个时间是在怀孕期间的产前短时间内。这一时期的生殖细胞去甲基化是克拉克研究的重点,该研究绘制了胎儿生殖细胞在发育53到137天期间去甲基化的数量、持续时间和位置。这项研究发现,人类生殖细胞系在产前113天的发育过程中,几乎消除了所有基因组甲基化的证据。重要的是,虽然发生了大量的去甲基化,但生殖细胞的某些区域保留了少量的甲基化。
克拉克说:“一个人的生殖系细胞是在出生之前形成的,它的质量将对这个人成年后生育孩子的能力产生巨大影响。”“在胚胎期从生殖细胞系中去除甲基化使生殖细胞系细胞容易受到损伤。这就引出了一个关键的问题:在怀孕期间,是什么保护了产前生殖细胞不受损害或环境损伤?为了回答这个问题,我一直在努力为人类生殖系形成的最初阶段创建第一个科学模型。
研究发现,在怀孕期间,变成精子或卵子的细胞非常脆弱
Clark正在开发的模型需要她在实验室中从多能干细胞中提取人类产前生殖细胞,这样她就可以研究生殖细胞是如何受到各种因素的影响的,比如外界的化学物质或者毒素。在实验室中创造细胞是多能干细胞提供的一种强大工具,它有能力成为人体中的任何细胞。利用多能干细胞,科学家可以在实验室培养皿中培育出病变组织。这种方法被称为“盘内疾病”(disease-in- dish),它允许研究人员为人类疾病创建模型,然后用模型研究疾病,并测试可能在细胞水平上逆转或治疗疾病的药物。然而,盘中病法面临的挑战之一是,科学家必须确保在实验室中创造的细胞尽可能接近在人体中发现的细胞。


克拉克必须确保她在实验室中制造的产前生殖细胞能够在合适的区域保持适当数量的甲基化,以便尽可能地与人类产前生殖细胞相似。在这项研究中,克拉克和她的团队展示了一份包含数亿数据点的详细“参考地图”。该参考图可用于确保在实验室中培养的产前生殖细胞具有与正常人类产前生殖细胞相同的甲基化特征。
克拉克说:“这张参考图从干细胞中提取出了产前生殖细胞系细胞。”“现在我们已经对人类胚胎干细胞在产前的真实情况进行了高分辨率的定量分析,我们可以利用这些信息从疾病干细胞中制造出人类胚胎干细胞。


 
 
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