了解人類發育中最早細胞譜系的形成和維持,對於再生醫學、不孕症和妊娠喪失具有根本性的重要性和臨床意義。儘管小鼠模型在轉錄因子調控早期發育方面提供了寶貴的見解,但由於倫理、技術和生物學上的限制,將這些發現轉譯到人類胚胎上受到限制。轉錄因子在人類胚胎中的功能性研究,一直受到誘發基因毒性的核酸酶基因編輯方法的阻礙 1-3。為克服此問題,我們採用了腺嘌呤鹼基編輯 (ABE8e) 4,5,精確靶向一個外顯子剪接供體位點,導致剪接缺陷和 NANOG 的功能性敲除,這代表了首次將鹼基編輯應用於研究人類胚胎中的發育調控因子。此方法並未引發基因毒性,且觀察到有限的脫靶編輯。NANOG 的缺失會破壞多能性胚外細胞的形成,反而使細胞分化為原始內胚層(卵黃囊)或滋養外胚層(胎盤)的轉錄程式。NANOG 編輯後的人類胚胎保留了原始內胚層分化,揭示了一種與小鼠不同的功能性補償機制,強調了直接研究人類發育的重要性。我們的研究結果證明了 NANOG 在人類多能性和胚外細胞形成中的關鍵作用,並突顯了鹼基編輯在功能性探究人類發育中的實用性。
科學 85
鹼基編輯揭示 NANOG 在人類胚胎發生中的關鍵作用
研究人員首次將鹼基編輯技術應用於人類胚胎,以精確敲除 NANOG 基因,揭示其在早期人類胚胎發育中的關鍵作用。研究發現,NANOG 的缺失會阻礙多能性胚外細胞的形成,並導致細胞分化為原始內胚層或滋養外胚層。此技術克服了傳統基因編輯的毒副作用,為研究人類發育提供了新工具,並凸顯了人類胚胎發育與小鼠模型的差異。
值得注意此研究開創性地將鹼基編輯技術應用於人類胚胎,對生殖醫學、不孕症及胚胎發育研究有重大影響。
原文來源: Nature