Cell Res | 再取进展！山东大学陈子江等团队合作开创新一代胚胎优选技术

辅助生殖技术（ART）已经使用超过45年，有900多万婴儿出生。决定ART成功率的关键因素之一是胚胎选择。由于20%-30%的胚泡存在非整倍体，植入前基因筛查（PGS）已被广泛用于提高活产率。然而，即使有PGS的帮助，活产率仍保持在50%左右。

2023年5月8日，山东大学陈子江、高媛及中国科学院北京基因组研究所刘江共同通讯在Cell Research （IF=46）在线发表题为“A clinical study of preimplantation DNA methylation screening in assisted reproductive technology”的研究论文，该研究进行了一项辅助生殖技术植入前 DNA 甲基化筛查的临床研究，旨在研究胚胎甲基化与ART临床结果之间的关系。

另外，2023年5月2日，上海交通大学医学院附属仁济医院生殖医学中心陈子江院士、孙贇教授团队联合山东大学附属生殖医院、中国医科大学附属盛京医院、复旦大学附属中山医院、郑州大学第三附属医院、河北医科大学第二医院、江苏省人民医院、广西壮族自治区妇幼保健院合作在Journal of the American Medical Association（IF=157）在线发表题为“Prednisone vs Placebo and Live Birth in Patients With Recurrent Implantation Failure Undergoing In Vitro Fertilization”的研究论文，该研究进行了一项体外受精术后反复种植失败患者使用强的松、安慰剂及活产的随机临床试验。该研究发现试管婴儿助孕后发生反复种植失败的患者，口服强的松不能改善其活产率，反而可能增加生化妊娠丢失和早产的风险（点击阅读）。

2023年2月2日，山东大学陈子江，秦莹莹，复旦大学金力及张锋共同通讯在Nature Medicine （IF=87）在线发表题为“Landscape of pathogenic mutations in premature ovarian insufficiency”的研究论文，该研究为了确定与POI相关的遗传变异，在1030例POI患者队列中进行了全外显子组测序。这项研究扩展了对POI背后的遗传景观的理解，并提出了有可能提高诊断性遗传筛查效用的见解（点击阅读）。

2023年1月31日，山东大学陈子江、吴克良、赵涵、中国科学院大学刘江、高磊共同通讯在Cell Discovery（IF=38）在线发表题为“Human zygotic genome activation is initiated from paternal genome”的研究论文，该研究表明人类合子基因组激活始于父系基因组。该研究使用人类孤雌生殖(PG)和雄激素发生(AG)胚胎在ZGA期间绘制了父母转录组。数据表明，人类ZGA在AG和双亲胚胎的8细胞阶段启动，但在PG胚胎的桑椹胚阶段启动。相比之下，小鼠ZGA在PG和AG胚胎中发生在同一阶段。AG特异性表达的灵长类动物特异性ZNF675在8细胞期由父系基因组启动的人类ZGA中起作用。AG特异性表达的LSM1对人类母体RNA降解(MRD)和ZGA也至关重要。ZNF675和LSM1的等位基因表达与其等位基因表观遗传状态相关。值得注意的是，在二倍体胚胎中也观察到ZNF675和LSM1的父系特异性表达。总的来说，人类ZGA是从父系基因组开始的（点击阅读）。

在该研究中，包括182个囊胚在内的800个家庭参加了PIMS。使用甲基组数据，作者分析了CNV和全局平均甲基化水平。全局甲基化水平是所有测序覆盖的CpGs的平均值。数据显示，同一胚胎中不同滋养外胚层细胞的甲基化水平变化是相似的。由于PIMS可以同时提供关于CNV和甲基化的信息，因此不再需要进行PGS来分析CNV。由于不知道哪种甲基组可以产生最佳的ART临床结果，作者仅根据CNV而不是DNA甲基组信息选择胚胎。总共有163个整倍体胚胎接受了选择性单胚胎移植。

临床数据显示，57例妊娠失败，13例妊娠丢失和90例（56.25%）活产新生儿。值得注意的是，DNA甲基化水平在0.25至0.27之间的胚胎产生的活产率明显高于其他甲基化水平的胚胎。妊娠率显示出类似的趋势，而妊娠损失率显示出相反的趋势。总体而言，0.25–0.27窗口的甲基化值差异越大，出生率和妊娠率就越低；与此同时，妊娠损失率也变得更高。因此，应优先选择DNA甲基化水平最接近0.25-0.27的整倍体胚胎进行移植。

年轻女性的非整倍体胚泡比例明显低于高龄产妇（AMA，≥38岁）。在ART实践中，PGS可以提高AMA女性的活产率，但对年轻女性的影响有限。相比之下，年轻女性和AMA女性胚胎的DNA甲基化水平差异相似。进一步的分析表明，在年轻女性和AMA女性中都可以观察到DNA甲基化水平与临床结果之间的相关性。这些数据表明，DNA甲基化水平影响年轻女性和AMA女性的临床结果。

PIMS的临床结果（图源自Cell Research ）

研究人员注意到，一些甲基化在0.25–0.27窗口内的胚胎不能导致活产，这表明一些甲基化状态异常的重要区域可能导致活产失败。作者的数据显示，64个基因位于58个差异甲基化区域（DMRs）的10kb内，13个基因的启动子与DMRs重叠。已知其中一些基因调节胚胎发育并受DNA甲基化的影响。例如，SEPT9启动子的DNA甲基化与癌症相关。

总之，PIMS方法可以检测胚胎的CNV和甲基化信息，因此它可以取代植入前基因检测非整倍体的方法。甲基化状态较好的胚胎在ART期间可以产生更好的临床结果。因此，PIMS可以潜在地提高ART的活产率，并降低出生缺陷率。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41422-023-00809-z

转自：“iNature”微信公众号

如有侵权，请联系本站删除！