胚胎干细胞DNA甲基化具有特异性

发现人类胚胎干细胞的DNA具有特异的甲基化模式。这种特殊的化学修饰模式足以将人类胚胎干细胞与正常成人细胞、细胞系以及癌细胞系区别开来。

　　生物通编译：Burnham医学研究中心（Burnham Institute for Medical Research ，BIMR）和Illumina公司的研究人员联手来自世界各地的干细胞专家，首次发现人类胚胎干细胞的DNA具有特异的化学修饰模式。这种特殊的化学修饰模式足以将人类胚胎干细胞与正常成人细胞、细胞系以及癌细胞系区别开来。文章刊登于8月4日《Genome Research》电子版，有助于研究人员理解表观因素（基因外因素，这里指化学修饰）对人类胚胎干细胞特有的自我更新和发育多能性的影响。人类胚胎干细胞的特性使其有朝一日有可能用于治疗性克隆（therapeutic cloning），以正常细胞取代机体中受损或病变细胞。

    胚胎干细胞来源于胚胎，具有强大的细胞活性，其中包括一种化学修饰——DNA甲基化。基因组中特异DNA序列的甲基化和去甲基化对细胞行为和分化具有深远影响。比如，DNA甲基化是导致女性体细胞一条X染色体沉默的最关键的表观因素（基因外因素）。本应在胚胎发育时期正常发生的甲基化如果失败，就会导致免疫缺陷、智障和其他如Rett综合症、帕德维利综合症（Prader-Willi syndromes）安吉曼综合症（ Angelman syndromes ）和贝克威思-威德曼（Beckwith-Wiedemann syndromes）综合症中出现的畸变。

    在此之前，研究人员一次只能研究一个基因的DNA甲基化情况。但是利用Illumina公司最新开发的微阵列技术，研究人员可以同时检测数百个潜在的甲基化位点，这样就有利于获得DNA甲基化的整体全局信息。Illumina公司分子生物学主任Jian-Bing Fan博士说：“同时分析上百个基因的甲基化模式为实验胚胎学研究打开了一道新的大门。通过弄清整个组基因DNA甲基化有助于解决细胞发育、老化、癌化。”

    为了弄清人类胚胎干细胞中DNA甲基化形式，研究人员分析了不同实验室培养的、不同代数的、不同人种来源的14组胚胎干细胞系。通过检测这些细胞和其它细胞类型中1500多个潜在的甲基化位点，发现胚胎干细胞的基因组中大部分位点的甲基化形式相同，另外，这些甲基化形式与成人干细胞、已分化细胞和癌细胞不同。

    BIMR 干细胞中心主任Jeanne Loring 博士说：“我们的研究显示，治疗性复制患者特异的人类胚胎干细胞将是一个重大的突破，因为成人细胞来源的细胞核必须经过外在基因重排影响人类胚胎干细胞特异DNA甲基化信号。我们的结果再一次强调了在考虑使用治疗性复制手段之前对人类胚胎干细胞的基本生物学功能进行直接的基础研究的必要性。”（生物通记者小粥）