生殖研究“一小步”，生物医学“一大步”：驱动表观遗传重编程和分化机制确定

科技日报记者 张梦然

在《自然》杂志上最新发表的一项研究中，由斋藤通纪领导的日本京都大学人类生物学高级研究所团队，确定了人类生物学中驱动表观遗传重编程和分化机制的重要条件，这标志着人类体外配子生成（IVG）研究中一个新的里程碑。

人类IVG研究仍处于起步阶段，当前的目标是重建人类配子生成的完整过程，但这面临一个重大挑战：如何在生殖细胞的创始群体或人类原始生殖细胞（hPGC）中，重演这一称为表观遗传重编程的标志性事件。其中存在于DNA中的遗传细胞亲代“记忆”被重置或删除，这是生殖细胞正确分化所必需的。

斋藤团队和其他团队之前的工作，已成功在体外从多能干细胞生成了人类原始生殖细胞样细胞 (hPGCLC)，其具备hPGC的几个基本特征，包括繁殖能力。然而，这些hPGCLC还无法进行表观遗传重编程和分化。

图像表示从TFAP2C-EGFP+VE人类原始生殖细胞样细胞（HPGCLC；以绿色标记）到DAZL-TDTOMATO+VE人类有丝分裂原精原细胞（以红色标记）的成功体外生殖细胞分化。
图片来源：日本东京都大学人类生物学高级研究所

在新研究中，斋藤及其同事确定了驱动表观遗传重编程以及hPGCLC分化为有丝分裂前精原细胞/卵原细胞这一过程中所需的潜在信号分子。研究人员发现，成熟的发育信号分子——骨形态发生蛋白（BMP），在hPGCLC的重编程和分化过程中发挥着至关重要的作用。

值得注意的是，这些hPGCLC衍生的有丝分裂前精原细胞/卵原细胞，不仅在基因表达和表观遗传谱上与人类体内实际的hPGC分化相似，而且还经历了超过100亿倍的广泛扩增。

斋藤表示，这项研究在将IVG转化为生殖医学方面取得了重大飞跃，代表着人们对生物学和人类表观遗传重编程背后原理理解的根本性进步。