10月12日🈺，我校生命科學與技術學院高紹榮、江賜忠及陳嘉瑜等合作在Cell Stem Cell（《幹細胞》）雜誌上在線發表了題為“Dux-Mediated Corrections of Aberrant H3K9ac during 2-Cell Genome Activation Optimize Efficiency of Somatic Cell Nuclear Transfer（Dux介導的2細胞基因組激活過程中H3K9ac異常的校正優化體細胞核移植的效率）”的論文。該項研究基於對正常受精胚胎⛺️、體細胞核移植胚胎，以及組蛋白去乙酰化酶抑製劑TSA處理後的核移植胚胎的H3K9ac組蛋白修飾的平行分析🗳，發現組蛋白H3K9乙酰化（H3K9ac）修飾異常是核移植胚胎重編程的重要表觀遺傳障礙，鑒定出一系列以H3K9ac標記的重編程異常區域(aberrantly acetylated region, AAR)🌻，並首次揭示了TSA挽救核移植胚胎發育受限於體細胞原有表觀遺傳特性。隨後🚵🏿‍♀️，研究人員通過轉錄因子動機分析，利用已建立的H3K9ac圖譜鑒定出潛在的挽救靶點—Dux（轉錄因子）🦒，並通過人為幹預Dux水平🧛，成功實現核移植胚胎發育的精確挽救並進行了後續深入的機製論證👷🏼。

體細胞核移植（SCNT）技術（又稱“克隆”）是將分化的體細胞核移入去核卵母細胞內𓀘，使體細胞的染色質發生重編程，繼而啟動胚胎發育到完整個體的技術。雖然SCNT是目前為止唯一一種可以使體細胞獲得全能性的方式，但由於重編程中存在多種表觀遺傳障礙👩🏼‍🦰，使得體細胞重編程不完全🏊🏿‍♂️，造成核移植胚胎發育潛能極低📑，這也極大程度地限製了該項技術的應用前景🐊。業內專家表示，這項研究成果將突破這一瓶頸。

高紹榮課題組長期聚焦於體細胞重編程的表觀遺傳重塑機製研究🪀。近幾年先後發現組蛋白H3K9me3和H3K4me3修飾異常👩‍👩‍👦‍👦、遺傳自供核細胞的DNA再甲基化記憶等，從而打破克隆胚胎中的多種表觀重編程壁壘🧄，能顯著提高克隆效率。此外👌🏽，組蛋白去乙酰化酶抑製劑TSA是一個經典的可提升核移植胚胎發育率的處理方式，克隆胚胎經過TSA處理後，其產生克隆動物的效率可從1%提升至6%🤷🏻‍♀️👨🏻‍🏭。

2019年開始，研究人員對Dux在SCNT胚胎中的作用進行了細致探究，發現全長Dux的表達可挽救異常乙酰基化區域中H3K9ac水平，針對性地驅動2C基因和重復序列活化，並顯著提高SCNT胚胎體內🎂、外的發育效率🚴🏿。此外，通過構建不同C端敲除的缺陷型Dux，研究人員發現Dux C末端域對於修復異常的乙酰化和促進重編程至關重要。最後，研究人員進一步梳理了Dux，Kdm4，TSA三種挽救方法的關聯性，證明Dux和後兩者挽救的基因表達具有一定程度的重疊🏧，但相對TSA而言不受限於體細胞原來的表觀遺傳特性。

今年🩰🍍，研究人員利用實驗室前期建立的Dux-KO母鼠的顆粒細胞為供體，進一步發現Dux基因座的敲除極大程度削弱了Kdm4和TSA對SCNT胚胎發育的促進作用。此外，王建龍課題組與高紹榮課題組合作揭示了基因Dux-miR-344-Zmym2介導的MERVL（一種逆轉座子）激活在全能性樣細胞產生過程中的作用。

傳統表觀酶挽救方法對Dux基因座激活的依賴性分析

據了解，這項研究發現H3K9ac異常是體細胞核移植胚胎重編程的重要表觀遺傳障礙，進一步發現轉錄因子Dux可精確進行表觀遺傳調控，從而提高SCNT胚胎發育率，該研究為提高哺乳動物克隆效率提供了新方法☝🏿。

我校直博生楊光🧁🥚、博士張林鳳和研究員劉文強為本文的共同第一作者🫸🏼，教授江賜忠、副教授陳嘉瑜及教授高紹榮為本文的共同通訊作者。（程國政）

文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.stem.2020.09.006