研究揭示胚胎發(fā)育關(guān)鍵信號調(diào)控機(jī)理(崔勝的研究方向)

研究揭示胚胎發(fā)育關(guān)鍵信號調(diào)控機(jī)理

近日，中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所研究員徐國良課題組和美國加州大學(xué)圣地亞哥分校教授孫欣課題組合作，在一項(xiàng)最新研究中發(fā)現(xiàn)，tet雙加氧酶介導(dǎo)的dna去甲基化與dnmt甲基轉(zhuǎn)移酶介導(dǎo)的甲基化共同作用，能夠通過調(diào)控lefty-nodal信號通路，控制小鼠胚胎原腸運(yùn)動。近日，相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《自然》。

哺乳動物基因組dna中的5-甲基胞嘧啶是一種穩(wěn)定存在的表觀遺傳修飾，通過dna甲基轉(zhuǎn)移酶（dnmts）催化產(chǎn)生。近年來研究發(fā)現(xiàn)，tet雙加氧酶家族蛋白可以氧化5mc，從而介導(dǎo)dna發(fā)生去甲基化。雖然dna甲基化在哺乳動物基因組印記和x染色體失活等過程中具有非常重要的作用，但是dna甲基化及其進(jìn)一步氧化修飾在小鼠胚胎發(fā)育過程中的功能意義還知之甚少。

在這項(xiàng)研究中，研究人員第一次在體內(nèi)證明dna甲基化及其氧化修飾在小鼠胚胎發(fā)育過程中具有重要功能，揭示了胚胎發(fā)育過程中關(guān)鍵信號通路的表觀遺傳調(diào)控機(jī)理，為發(fā)育生物學(xué)提供了新的認(rèn)識。

該項(xiàng)研究得到北京大學(xué)研究員湯富酬和葛顥，美國匹茲堡大學(xué)教授deborah l. chapman幫助，并獲國家自然科學(xué)基金委、國家科技部和重大新藥創(chuàng)制專項(xiàng)的經(jīng)費(fèi)支持。

崔勝的研究方向

1．生殖與發(fā)育的細(xì)胞和分子機(jī)理
胚胎發(fā)育過程中，起源于外胚層口咽膜Rathke's 囊的同一種細(xì)胞是在哪些因素或/和基因的調(diào)控下，分化為多種不同的激素特異性細(xì)胞，其細(xì)胞和分子機(jī)理如何？針對上述問題，崔勝教授主要通過體外實(shí)驗(yàn)和RNA干涉等技術(shù)研究LIM同源盒基因、GnRH、性激素對垂體細(xì)胞增殖、分化和激素分泌的調(diào)節(jié)功能、相互之間的作用關(guān)系
2．胚胎早期發(fā)育與妊娠維持的調(diào)控
胚胎發(fā)育與妊娠維持依賴于胚胎發(fā)育的狀況、母體子宮內(nèi)環(huán)境以及胚胎發(fā)育和母體生理狀態(tài)的協(xié)調(diào)。崔教授主要是在前期的研究基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究類固醇激素以及環(huán)境雌激素（包括植物激素）調(diào)節(jié)胚胎發(fā)育和著床過程的調(diào)節(jié)作用和機(jī)理
3．發(fā)育神經(jīng)生物學(xué)
生殖激素不僅參與動物生殖活動的調(diào)節(jié)， 而且具有保護(hù)神經(jīng)元和調(diào)節(jié)神經(jīng)興奮性的功能。崔教授的研究重點(diǎn)是通過體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)來認(rèn)識性激素（包括雄激素和雌激素）能維持神經(jīng)元的存活，促進(jìn)神經(jīng)元的分化和調(diào)節(jié)神經(jīng)元興奮性的作用機(jī)制
目前，受國家杰出青年科學(xué)基金、自然基金和北京市自然科學(xué)基金資助，從事動物生殖發(fā)育的細(xì)胞和分子機(jī)理、動物早期胚胎發(fā)育和發(fā)育神經(jīng)生物學(xué)的研究工作

體外受精的家畜體外受精

⑴囊胚發(fā)育率低，細(xì)胞數(shù)少。體外受精卵在培養(yǎng)過程中普遍存在發(fā)育阻斷(developmental
block），即胚胎發(fā)育到一定階段后停止發(fā)育并發(fā)生退化的現(xiàn)象。牛胚胎阻斷發(fā)生在8~16細(xì)胞階段，這就導(dǎo)致體外受精卵的囊胚發(fā)育率遠(yuǎn)低于體內(nèi)受精。此外，與體內(nèi)受精囊胚相比，體外受精囊胚的細(xì)胞總數(shù)和內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞數(shù)明顯減少。
⑵產(chǎn)犢率低，胎兒初生重高。家畜體外受精胚胎，特別是牛的IVF胚胎移入受體后，產(chǎn)犢率比體內(nèi)受精低15%~20%，但胎兒初生重比體內(nèi)受精后代高3~4kg，導(dǎo)致受體母畜難產(chǎn)率高。 ⑴深入研究卵母細(xì)胞成熟和胚胎發(fā)育的分子機(jī)理 體外受精效率低的主要原因是人
們對卵子發(fā)生和胚胎發(fā)育的分子機(jī)理了解不夠。大幅度提高ⅣF效率的前提是探明卵母細(xì)胞和早期胚胎發(fā)育的分子調(diào)控機(jī)理，然后以此理論為指導(dǎo)，研究理想的培養(yǎng)體系，促使胚胎基因組得到穩(wěn)定、有序表達(dá).
⑵加強(qiáng)腔前卵泡培養(yǎng)的研究，利用優(yōu)良母畜的遺傳資源 目前ⅣF技術(shù)利用的卵母細(xì)胞不足家畜卵巢上卵母細(xì)胞總數(shù)的千分之一。為此，一方面提高活體取卵技術(shù)，另一方面需研究腔前卵泡和小卵泡的體外成熟技術(shù)。為保證卵母細(xì)胞的穩(wěn)定來源及良種母畜或?yàn)l危動物的保種，卵泡和卵母細(xì)胞的超低溫冷凍保存技術(shù)的研究也必須加強(qiáng)。
⑶加強(qiáng)體外受精與其他生物技術(shù)的結(jié)合。體外受精與轉(zhuǎn)基因、克隆、性別控制及胚胎干細(xì)胞的培養(yǎng)密不可分。通過體外受精可為外源基因的導(dǎo)人提供充足的胚胎來源；為克隆技術(shù)提供成熟卵母細(xì)胞和克隆胚胎的培養(yǎng)體系；用分離的X和Y精子與卵子體外受精，可對哺乳動物進(jìn)行性別控制。同樣，胚胎干細(xì)胞的分離也需要ⅣF技術(shù)提供胚胎和培養(yǎng)體系。這些生物技術(shù)的綜合發(fā)展將對人類生活產(chǎn)生重大影響。

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