清华大学医学院 | 体外成熟人卵单细胞多组学研究及总结干细胞分化为配子进展文章...
清华大学医学院纪家葵课题组近期在生殖医学顶级期刊《Human Reproduction》 及《Human Reproduction Update》分别发表体外成熟人卵单细胞多组学研究(“Single-cell multiomic analysis of in vivo and in vitro matured human oocytes”) 及干细胞分化为配子近20年进展综述 (“Studying human reproductive biology through single-cell analysis and in vitro differentiation of stem cells into germ cell-like cells”)。
卵子体外成熟(In vitro maturation, IVM)是目前辅助生殖技术重要的一环。然而人卵体外成熟过程可能会引入未知的分子修饰，影响精卵结合或胚胎发育。前期多个研究已报导IVM卵中存在与体内成熟卵子在基因转录上许多差异，但未对单个卵子同时进行多个组学分析及比对。
纪家葵课题组与临床合作单位此次对单个卵子同时分析了转录组、甲基化组及染色体倍数。发现体内与体外成熟卵的转录组整体水平相似，染色体倍数也无显著差异。但甲基化组中的mCHH修饰却首次被发现存在显著差异。mCHH修饰差异是否对胚胎发育有影响或可能在受精后被重塑有待未来进一步分析。
生殖医学研究向来面临样本稀缺及研究伦理的局限。近年来，单细胞组学及干细胞体外分化体系打破了这些局限，让研究人员能直接对人生殖细胞及其发育的分子机制进行实验分析。
纪家葵课题组总结了近20年利用单细胞组学及干细胞分化体系研究人类生殖生物学的进展。单细胞组学虽能揭示基因的表达谱及生殖细胞在各阶段一部分的表观遗传状态，但未能验证特定基因或细胞因子的功能。干细胞体外分化体系却提供了检测基因功能及分子机制的平台。结合这两项技术，临床医生及研究人员将能对不孕不育中的基因突变及细胞组织病变追根究底，确定致病机理及研发治疗方案。
上述卵子单细胞多组学研究与同济大学附属第十人民医院生殖医学中心千日成教授团队合作完成，共同第一作者是清华大学医学院博士生叶旻及同济大学博士生杨志勇。综述第一作者为首都医科大学附属北京妇产医院助理研究员李琳，李琳博士2016年毕业于清华大学医学院。科技部重点研发计划《建立有效的人卵母细胞体外成熟优化体系及其临床应用的安全性研究》(2017YFC1001601，2018YFA0107703) 提供经费资助。
文章链接：
“Single-cell multiomic analysis of in vivo and in vitro matured human oocytes.”：
https://doi.org/10.1093/humrep/deaa044
“Studying human reproductive biology through single-cell analysis and in vitro differentiation of stem cells into germ cell-like cells.”：
https://doi.org/10.1093/humupd/dmaa021
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