揭示胚胎细胞间差异起始于四细胞期

剑桥科学家发现哺乳动物受精卵在发育过程中，从四细胞期（经历两次卵裂）开始，当中的部分细胞就开始将自身命运定位为干细胞，并且指出了当中的分子机制。这项新发现颠覆了长久以来认为在胚胎卵裂四次之前细胞完全一样的观念，研究成果发表在1月11日的《Nature》杂志上。



内细胞团的形成

受精过程发生后，胚胎细胞先是发生对称分裂，之后由不对称分裂产生大小不同的子细胞。小一些的子细胞藏进胚胎内部，即为内细胞团中的细胞，它们具有干细胞特性。之前，学者们认为哺乳动物的胚胎细胞在发育初期是完全一样的，只有从内细胞团形成之后，这种内、外细胞的差别才开始确立。



胚胎细胞差异形成的真相

来自剑桥大学的Magdelena  Zernicka-Goetz教授及其研究小组，揭示细胞间差异其实早就形成：在四细胞期时，胚胎细胞间就已经存在差异。这种差别的形成源自最起始卵裂时胚胎细胞的定向和次序（*）。

Zernicka-Goetz教授介绍说，“这的确是一个出乎意料的发现，但也给我们今后实验带来启发，那就是在针对胚胎细胞进行操作时，如何操作才能让胚胎细胞具有干细胞的特性。”



组蛋白H3与胚胎细胞差异形成有关

研究发现细胞命运和转录活性是由甲基化组蛋白H3的水平决定的。我们知道，DNA在细胞核中是围绕在H3以及其他一些组蛋白周围的，如果组蛋白H3发生甲基化，会直接影响基因的表达。研究者发现这种组蛋白H3甲基化修饰的程度越高，胚胎细胞就越容易向内细胞团中干细胞方向发展。从而，他们的研究表明在早期小鼠胚胎中，组蛋白H3的表观遗传修饰会直接影响细胞们的命运。