组蛋白修饰调控家畜胚胎着床的分子机制及其在繁殖效率提升中的应用

本研究聚焦组蛋白修饰（Histone modifications）对家畜胚胎着床过程的调控机制，系统阐述了甲基化（H3K4me3/H3K27me3）、乙酰化等修饰通过改变染色质结构和基因表达模式，影响胚胎激活、子宫内膜容受性和蜕膜化的关键作用。研究人员整合单胚胎表观组技术（WOW-CAT）和多维组学数据，揭示了组蛋白动态重塑对繁殖效率的提升潜力，为减少胚胎损失提供了新策略。

　　

胚胎着床是决定家畜繁殖成功率的核心环节，然而在牛、猪等经济动物中，高达20-30%的胚胎损失率严重制约畜牧业效益。传统研究多聚焦于激素调控，而对表观遗传机制尤其是组蛋白修饰的动态作用认识不足。随着表观遗传学技术的发展，组蛋白共价修饰（如甲基化、乙酰化）如何通过重塑染色质结构影响胚胎-母体对话，成为破解胚胎着床黑箱的新突破口。

中国农业科学院（依据资助项目"中国农业研究系统CARS-35-PIG"推断）的研究团队在《Toxicology Reports》发表综述，系统阐释了组蛋白修饰对家畜胚胎着床的调控网络。研究采用单胚胎全基因组组蛋白修饰分析技术（WOW-CAT）、转座酶可及性染色质联合表观标记测序（CoTACIT）等高分辨率表观组学方法，结合牛、猪等家畜胚胎样本队列，构建了从合子到囊胚阶段的多维组蛋白修饰图谱。

【胚胎着床】部分揭示，着床成功需要囊胚植入能力、子宫内膜接受态和母胎通讯三者的精密协同。组蛋白修饰通过调控关键基因如HOXA10和LIF的表达时空模式，直接影响子宫内膜蜕膜化进程。

【组蛋白修饰】章节详细解析了H3K4me3（激活标记）与H3K27me3（抑制标记）在早期胚胎中的动态平衡。研究发现牛与人类胚胎在组蛋白重编程过程中存在保守的H3K27me3擦除-重建机制，提示跨物种表观遗传调控的普适性规律。

【调控机制】部分指出，组蛋白去乙酰化酶（HDAC）抑制剂可显著提高猪胚胎的囊胚形成率，而H3K27me3去甲基化酶KDM6B的时空特异性表达是决定子宫内膜"着床窗口期"的关键因素。通过比较牛、羊、猪等家畜数据，发现H3K4me3在滋养层细胞的特异性富集与胚胎侵入能力正相关。

结论强调，组蛋白修饰通过"表观遗传密码"精确协调胚胎发育与母体微环境适应。该研究不仅为开发新型表观遗传标记物（如H3K27ac修饰水平）用于胚胎质量评估提供理论依据，更启示可通过靶向组蛋白修饰酶（如HDAC3或KDM5B）开发繁殖调控新制剂。未来需结合单细胞多组学技术，进一步解析不同家畜品种间组蛋白修饰的特异性和可转化性，这对实现畜牧业"精准繁殖"管理具有重要实践价值。