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     时间:2021-01-26 20:05:08  来源:

    一项由UCLA Eli&Edythe Broad再生医学中心和干细胞研究机构的Amander Clark博士今天在线发表的新研究极大地增进了对人类种系的了解。子宫中在产前发育过程中会在人类中产生卵子或精子的细胞。种系的高度专业化的细胞称为生殖细胞,是体内唯一能够将父母的基因传给其生物学子女的细胞类型。生殖细胞异常会引起不育症,以及诸如年轻男孩的生殖细胞肿瘤和年轻女孩的卵巢功能不全之类的疾病。该研究由《细胞》杂志发表,仔细研究了产前生殖细胞的遗传信息在产前生命中如何免受伤害,这表明这些重要细胞在发育阶段缺乏保护,使其容易受到伤害。

    生命科学分子,细胞和发育生物学副教授兼副主席克拉克说:“我的总体研究目标是了解人类不育的原因,因此仔细研究胚胎中生殖细胞的发育至关重要。”在加州大学洛杉矶分校。“我们对产前种系细胞是如何在体内制造的了解甚少;我正在努力了解它们在发育过程中对什么敏感,以及如何保护它们免受可能导致它们无法正常工作的外部环境因素的影响。”

    对保护人类遗传信息至关重要的生物化学过程(通常称为基因组)称为甲基化。人体中所有健康的细胞都被甲基化。甲基化作用是基因组上的保护层,可保护细胞免于突变。如果细胞没有甲基化,则基因组很容易受到损害。甲基化去除(称为脱甲基)在人体中很少发生。这样的时间是在怀孕期间的产前生活中的短时间内。生殖细胞脱甲基化的这段时期是Clark研究的重点,该阶段绘制了从发育第53天到137天的产前生殖细胞脱甲基化的数量,持续时间和位置。研究发现,人类种系在产前发育113天时几乎消除了所有基因组甲基化的证据。重要的是,尽管确实发生了大量脱甲基,但生殖细胞的某些区域仍保留了少量甲基化。

    克拉克说:“一个人的种系细胞的质量是在他们出生之前就产生的,它将对该人的成年子女的能力产生巨大的影响。”“在产前阶段从种系中去除甲基化会使种系细胞容易受到损害。这就引出了一个关键问题:在怀孕期间,什么能保护产前种系细胞免受损害或受到环境侵害?为了回答这个问题,我一直在努力为人类种系形成的最早步骤创建第一个科学模型。

    Clark正在开发的模型要求她在实验室中用多能干细胞制造人的产前种系细胞。通过这种方式,她可以研究种系细胞如何受到各种因素(例如外部化学物质或毒素)的影响。在实验室中创建细胞是由多能干细胞提供的强大工具,这些多能干细胞具有成为体内任何细胞的能力。利用多能干细胞,科学家可以在实验室培养皿中制造患病的组织。这种称为“盘中疾病”的方法使研究人员可以创建人类疾病模型,然后将其用于研究疾病并测试可能在细胞水平上逆转或治疗该疾病的药物。然而,“盘中疾病”方法的挑战之一是科学家必须确保在实验室中创建的细胞与人类中发现的细胞尽可能接近。

    Clark必须确保她在实验室中创建的用于盘中疾病建模的产前生殖细胞在正确的区域中仅保留正确数量的甲基化,从而使其与人的产前生殖细胞尽可能相似。在研究中,Clark和她的团队提出了详细的“参考图”,其中包含了数亿个数据点。参考图谱可用于确保在实验室中创建的产前生殖细胞具有与正常人在产前生活中发现的产前生殖细胞相同的甲基化特征。

    克拉克说:“该参考图消除了用干细胞制造产前种系细胞的猜测工作。”“现在,我们已经对产前生命中的真实人类生殖细胞进行了高分辨率的定量分析,我们可以在利用干细胞制备人类产前生殖细胞进行盘中疾病建模时利用这些信息。”

     

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