一项新的研究在自然细胞生物学杂志揭示了一个关键阶段，人类胚胎干细胞必须通过在胚胎植入信息。该研究由加州大学洛杉矶分校的生物学家Amander Clark，可能有助于解释某些原因引起的不孕和自然流产。

不孕不育影响全美国人口的10%，约15至20%在美国结束妊娠流产。在许多情况下，不孕和流产的原因是未知的。

以克拉克为首的一个团队，一个加州大学分子细胞和发育生物学的教授和成员艾利和Edythe Broad再生医学和干细胞研究中心在加州大学洛杉矶分校，找到如何对基因表达的表观变化不影响基因在人类胚胎干细胞可以解释为什么一些胚胎是不可行的。

他们开始通过分析细胞在早期胚胎这些细胞是多能干细胞，这意味着它们可以转化为人体内的任何细胞。

“许多年来，研究人员认为，人类的潜能是一个单一的国家，”克拉克说。然而，在过去的三年中，该领域已发现人体多能性至少涉及到两个主要国家，随着胚胎发育的干细胞通过这两种不同的多能性上建立妊娠胚胎的方式。”

在人类胚胎受精和前种植在子宫内膜，胚胎中的细胞是一个很不成熟的状态，多能性称为“幼稚”的状态。很少是关于幼稚状态，但科学家们相信，如果胚胎细胞不能先进入这个状态，胚胎是不可行的，流产会发生。在时间的胚胎植入，其细胞进入“准备”状态。启动细胞准备分化成体内各种细胞类型。

虽然没有人确切地知道为什么多能性的天真的状态存在，或是有助于幼稚细胞停留在那个状态一段时间，它可以提供一种保护机制，防止胚胎细胞分化过快，这将确保植入的时机是正确的，”克拉克说。

为了更好的了解有助于调节幼稚状态，研究人员比较了在实验室表观变化，幼稚和激活的胚胎干细胞。他们发现这两种细胞类型有不同的序列在开放的染色质DNA。染色质由DNA和蛋白质凝结在细胞核内的染色体的形态。

独特的序列的开放的染色质内的任何细胞类型作为条形码。基因调节蛋白称为染色质在扫描条码，然后绑定到它的开放区域的转录因子，影响细胞基因活性。

“我们看起来特别开放的染色质，发现条形码是幼稚的胚胎干细胞重复一遍又一遍的独特，所以我们问什么转录因子识别条码，”克拉克说。

研究人员发现，转录因子称为TFAP2C识别条形码。要了解更多关于它的具体作用，他们删除的基因，使得TFAP2C蛋白从引物和利用基因编辑工具在实验室天真的胚胎干细胞被称为CRISPR-Cas9。

他们发现，缺失对底漆干细胞无影响。相反，当TFAP2C是从幼稚干细胞删除，开放的染色质与朴素状态相关的区域封闭和天真的干细胞进入工作状态。

研究还揭示了开放的染色质，对TFAP2C损失非常敏感的1500区，表明有在这些领域的早期胚胎发育相关基因的数百。

“我们发现TFAP2C的存在标志着天真和底漆的多能性状态的一个重要的区别，而TFAP2C维持多能性的天真的状态是必要的，”克拉克说。“我们也发现没有TFAP2C，数百个基因不表达正确，会在早期流产的最有可能的结果。”

此外，研究人员证实，在实验室目前开放的染色质区域创造天真的胚胎干细胞也存在于胚胎植入前阶段有关。

“我们的发现是人类发展的自然过程有关因为他们与我们所看到的人类植入前胚胎，”克拉克说。“这提供了关于生命周期，我们知道一个新的信息。的基本知识，这样可以帮助更好地预测不孕或胚胎质量。”

该研究还可能导致在医学领域的重要进展，在历史上一直缺少资金和不受重视的部分因为不孕不育学科有时被视为禁忌，因为它不会引起致命的疾病如癌症的关注。

“人的经验，不孕和流产可能跟亲密的朋友或家人，但通常不讨论这些问题，”克拉克说。“但是，不孕不育是一个重大的健康问题。值得我们注意的，我们作为一个社会，需要更加开放的。”

多能性干细胞研究是由Jane Coffin儿童纪念基金资助医学研究，中国奖学金委员会，国家儿童健康和人类发展研究所，澳大利亚国家健康与医学研究委员会，西尔维亚和查尔斯Viertel高级医学研究奖学金和霍华德休斯医学研究所。人类胚胎的研究是由UCLA干细胞研究中心及其培训项目资助。

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