图 单细胞多组学测序揭示人类着床前胚胎发育阻滞原因
在国家自然科学基金项目（批准号：82101745、81871211、81901566、81971452）等资助下，南方医科大学李琳教授与广州医科大学李磊团队合作，在人类着床前胚胎发育阻滞机制研究方面取得进展。研究成果以“单细胞多组学研究揭示细胞骨架异常导致人类着床前胚胎发育阻滞（Single-cell multi-omics profiling of human preimplantation embryos identifies cytoskeletal defects during embryonic arrest）”为题，于2024年1月18日在《自然·细胞生物学》（Nature Cell Biology）杂志发表。文章链接：https://www.nature.com/articles/s41556-023-01328-0。
在临床上，约10%体外受精的着床前胚胎出现发育阻滞现象，使得“体外受精-胚胎移植”治疗效率低下。尽管基因突变能解释少部分患者胚胎发育阻滞的病因，但是多数着床前胚胎发育阻滞的原因及机制仍不清楚。
研究团队利用单细胞多组学技术，发现人类着床前发育阻滞胚胎中微管组织中心形成异常，进而造成基因组不稳定性，包括DNA损伤增加、重复序列异常激活和非整倍体增加等。进一步研究发现，极光激酶A（AURKA）基因表达下降是人类着床前胚胎发育阻滞的重要原因，抑制AURKA激酶的活性导致人类和小鼠着床前胚胎均出现发育阻滞的现象。这类发育阻滞胚胎在转录组、DNA甲基化组、染色质可及性和组蛋白修饰等方面特征与临床上发育阻滞胚胎的异常重编程特征高度相似。研究还发现人类和小鼠着床前胚胎中合子基因组激活不依赖于细胞分裂，而与发育时间有关，并鉴定出调控人类合子基因组激活的重要转录因子（图）。
该研究系统解析了散发型人类着床前发育阻滞胚胎的重编程障碍，揭示了人类着床前胚胎发育阻滞的重要原因，阐明了人类合子基因组激活的关键调控因子及分子机制，为提高人类着床前胚胎发育率提供了新的研究模型。