发育受阻的体外受精胚胎可以被诱导分裂

为什么三分之二的体外受精(IVF)胚胎发育停滞?一项新的研究发表在6月30日的开放获取期刊上公共科学图书馆生物学中国深圳南方科技大学的安德鲁·哈钦斯;中国上海曙光医院佟国庆;和同事的研究表明，许多用于体外受精的胚胎经历了特有的遗传和代谢变化，这些变化会抑制发育。这些结果有助于解释许多收获胚胎发育能力的丧失，并可能指出增加发育能力胚胎比例的策略。

只有30%的试管婴儿胚胎进展到囊胚期，开始形成细胞层的圆球，最终发育成组织和器官。有多种假说可以解释这种发育停滞，但没有一种解释得到实验的完全支持。动物模型只提供了对人类情况的部分了解，因为在许多其他物种中，体外受精卵成功发育的比例要高得多。

去理解那么多人的无能人类胚胎为了进一步研究，作者检测了停滞胚胎中的基因表达。他们发现，一部分胚胎(被称为1型)未能完成从使用储存的母体基因转录本到激活胚胎自身基因组的转变。该组与另外两组(类型2和类型3)不同，在这两组中，这种转变成功地发生了，但表现出多重下调基因对早期发育的动态事件很重要。其中包括编码核小体(组织DNA的蛋白质)和核糖体(合成蛋白质的分子工厂)的基因活性的降低，以及调控关键因素的降低细胞分裂．

这些变化是进入静止(一种暂时的状态)和衰老(一种分裂能力的永久丧失)的细胞的特征。2型和3型的胚胎都表现出低水平的糖酵解(一组关键的能量产生反应)，但在氧化磷酸化(另一种能量产生系统)水平上有所不同。当作者用白藜芦醇(一种激活一系列代谢调节酶的小分子)处理这些胚胎时，超过一半的停滞胚胎重新开始发育，但只有不到10%的胚胎能够发育到囊胚期。

“我们的研究结果表明，许多体外受精胚胎进入衰老状态，”哈钦斯说，“在这种状态下，新陈代谢和基因表达防止发展进程。对于一些胚胎来说，克服这种停滞状态似乎是可能的，但还需要做更多的工作来确定最佳的策略。”

哈钦斯补充说:“人类胚胎在体外生长非常困难，这是治疗人类生育能力的一个主要问题。我们的研究表明生物过程造成逮捕;包括胚胎的表观遗传和代谢问题。”

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