Cell Reports：首次揭示雌雄原核不对称的重编程能力

qwerzxcv2011

Cell Reports：首次揭示雌雄原核不对称的重编程能力

  
导读：2014年3月13日，同济大学生命科学与技术学院高绍荣教授课题组在《Cell》旗下的《Cell Reports》杂志首次揭示雌雄原核不对称的重编程能力，重编程因子主要集中在雄原核内。
2014年3月13日，同济大学生命科学与技术学院高绍荣教授课题组在《Cell》旗下的《Cell Reports》杂志在线发表题为“Asymmetric Reprogramming Capacity of Parental Pronuclei in Mouse Zygotes”的文章。文章利用体细胞核移植技术研究了小鼠受精卵中雌雄原核的重编程能力，首次发现受精卵中雌雄原核具有不对称的重编程能力，重编程因子主要集中在雄原核内。
体细胞核移植(Somatic Cell Nuclear Transfer, SCNT)和诱导性多能干细胞（iPSCs）技术是最常用的体细胞重编程方法，近期的研究认为通过核移植方法获得的ntES细胞更加类似于自然分离的胚胎干细胞。高绍荣实验室2014年在《Cell Stem Cell》发表的文章显示ntES细胞相比iPS细胞具有更好的端粒恢复能力和更好的线粒体功能。之前研究证明处于第二次减数分裂中期即MII期的卵母细胞胞质中的重编程因子可以高效快速地重编程体细胞。以受精卵为受体的核移植实验进一步表明重编程因子在受精后集中到合子的雌雄原核中并在第一次有丝分裂中期重新释放到胞质中。因此，只有中期的去核受精卵能支持克隆胚胎的发育。虽然来源于母本的雌原核与来源于父本的雄原核在受精卵中经历了迥然不同的重编程过程以形成全能性的合子。但是，雌雄原核对受精卵重编程能力的影响仍然是一个未知的问题。
在此项研究工作中，研究人员对受精卵进行了三次显微操来解决这个发育生物学的基本问题。首先，他们在小鼠受精卵的间期去除一个雄原核或雌原核。然后，将单倍体的受精卵继续培养并阻滞在有丝分裂的中期并去除染色体。最后，将处于中期的供体细胞染色体注入去核的受精卵。他们的研究表明，去除雌原核的单倍体小鼠受精卵可以获得由ES细胞作为核供体的克隆小鼠，并且能支持体细胞核移植克隆胚胎发育至囊胚并建立具有多能性的核移植胚胎干细胞系；而去除雄原核的受精卵则无法支持体细胞克隆胚胎发育到囊胚。对这两种克隆胚胎的表观遗传标记检测表明雌雄原核表现出对体细胞的不同表观遗传重编程能力，去除雄原核的受精卵不能正确重编程体细胞。此外，他们进一步研究表明，受精卵中融合入一个额外的雄原核能明显提高核移植的效率。
总之，这项研究证明了雌雄原核具有不对称的重编程能力并且重编程因子在受精过程中有选择性地集中在雄原核中。这些发现为进一步在雄原核中寻找关键的重编程因子提供了坚实的实验证据。