人類胚胎著床過程首獲解析 單細胞測序技術功不可沒

8月22日，《Nature》雜誌上登載了北京大學湯富酬與中國工程院院士、北醫三院院長喬傑聯合團隊研究的突破性進展，利用體外模擬人類著床策略和高精度單細胞測序技術，系統解析了人類胚胎著床過程中的基因表達調控網絡和DNA甲基化動態變化過程。

人類胚胎體外模擬著床生長過程（圖片來源於網絡）

論文摘要：

胚胎著床是包括人類在內的哺乳動物發育過程中的裡程碑事件，生理狀態下超過半數以上的人類胚胎由於無法順利著床導致不孕。既往研究通常使用小鼠和食蟹猴等模式生物對這一過程展開探索，然而調控圍著床時期胚胎發育的分子機制和形態學變化特徵在不同物種之間存在較大差異，這使得在小鼠等模式生物研究中獲得的調控規律較難為人類胚胎發育研究提供有價值的線索。然而，由於人類胚胎著床發生在受精卵形成後一周左右的時間點，這使得研究者們無法獲得生理狀況下的這一發育階段的人類胚胎。長期以來，這一人類關鍵發育階段一直成為發育生物學研究的黑匣子。為了深入探討這一過程中的分子動態規律，挖掘調控胚胎著床過程中的潛在分子機制，2019年7月，北大-清華生命聯合中心湯富酬課題組攜手喬傑課題組合作在Nature在線發表了題為Reconstituting the transcriptome and DNA methylome landscapes of human implantation的研究論文。結合體外模擬人類著床策略和高精度單細胞多組學測序技術（single-cell RNA-seq, single-cell Trio-seq2），首次利用單細胞轉錄組和DNA甲基化組圖譜重構了人類胚胎著床過程，系統解析了這一關鍵發育過程中的基因表達調控網絡和DNA甲基化動態變化過程。

在此之前，湯富酬課題組和喬傑課題組長期緊密合作，致力於包括著床前胚胎在內的人類生殖系細胞發育過程中基因表達、表觀遺傳學調控特徵和潛在的機制研究：利用單細胞轉錄組測序技術、微量細胞DNA甲基化組測序技術、單細胞DNA甲基化高通量測序技術、單細胞多組學測序技術（REF）等一系列單細胞技術對在此研究領域已取得多項研究成果。

該課題主要依託的技術平臺為北京大學生命科學儀器中心（成像平臺）和北京大學高精尖中心高通量測序平臺。

北京大學高精尖中心高通量測序平臺（圖片來源：ICG官網）

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