今日，北京大學第三醫院官方微信發布消息，8月22日，北京大學第三醫院喬傑課題組和湯富酬課題組合作，在國際權威學術期刊《自然》（Nature，IF：43.07）在線發表研究成果「Reconstituting the transcriptome and DNA methylome landscapes of human implantation」（「利用單細胞轉錄組和DNA甲基化組圖譜重構人類胚胎著床過程」）。該研究首次闡述了人類胚胎著床過程（受精後第5天到14天）基因表達調控網絡和DNA甲基化動態變化規律，解析了圍著床期胚胎發育的分子調控機制。
人類胚胎發育起始於精卵結合，受精卵通過多次卵裂發育為由內細胞團和滋養層細胞組成的囊胚。人類囊胚著床一般發生在受精後的第5~7天，胚胎與子宮內膜黏附並逐漸侵入，才能繼續發育形成胎兒。自然妊娠情況下，20%以上的概率會發生停育或流產。目前的輔助生殖技術成功率一直徘徊在40%左右，即使經過胚胎植入前遺傳學檢測，選擇染色體正常的胚胎進行移植，仍然會有一半左右的胚胎著床失敗或早期流產。
而發生上述問題最重要的原因，就是早期胚胎的發育異常。既往對著床的過程研究通常是使用小鼠等模式生物進行。根據國際公認的「14天原則」，對人類胚胎的研究允許到受精後14天，但由於技術的限制，很難獲得早期著床後（7-14天）的人類胚胎，人類圍著床期胚胎發育的過程仍然是一個「黑匣子」。
據介紹，合作團隊長期聚焦於人類胚胎早期發育分子調控機制，先後建立了人類植入前胚胎和胎兒不同器官發育的基因表達或表觀遺傳圖譜。在既往研究基礎上，本研究藉助人類胚胎體外長時培養技術，模擬了人類胚胎的著床和早期著床後發育過程，系統解析了這一關鍵階段調控胚胎細胞譜系分化的基因表達和表觀遺傳特徵。
該項研究的主要發現包括人類胚胎在囊胚後期逐漸具備體外自我重構與著床的能力；圍著床期胚胎中X染色體失活與上調兩種機制並存，調控X染色體上基因表達劑量；圍著床期胚胎中各譜系細胞具有特異性DNA甲基化特徵。這些發現對於認識人類早期胚胎發育及著床機制、探索著床失敗的原因具有重要價值，為臨床上早期流產、胎兒畸形等疑難病例的診治提供了新的理論依據。雖然，人類體內和體外胚胎發育的具體差異有待進一步研究，但本研究為優化體外著床體系，為多能幹細胞的分化與胚胎發育相關研究提供了重要依據。