哺乳動(dòng)物的生命起始于卵子和精子通過受精作用形成全能性的受精卵，經(jīng)過一系列的細(xì)胞分裂、八細(xì)胞期的極化以及隨后的桑葚胚開始的譜系分化，形成包含有內(nèi)細(xì)胞團(tuán)、原始內(nèi)胚層和滋養(yǎng)外胚層的囊胚。這一過程伴隨著顯著的代謝重塑。而脂質(zhì)代謝對(duì)哺乳動(dòng)物早期胚胎發(fā)育的調(diào)控作用尚不清楚，同時(shí)哺乳動(dòng)物早期胚胎發(fā)育過程中完整的脂類重塑的全景圖缺少報(bào)道。

近日，中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所稅光厚研究組與浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院張進(jìn)研究組、中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院李達(dá)研究組等，在《自然-細(xì)胞生物學(xué)》（Nature Cell Biology）上發(fā)表了題為Low-input lipidomics reveals lipid metabolism remodelling during early mammalian embryo development（DOI：10.1038/s41556-023-01341-3）的研究論文，描繪了小鼠和人早期胚胎發(fā)育過程中動(dòng)態(tài)變化的脂質(zhì)圖譜，并闡明了脂質(zhì)不飽和度調(diào)控胚胎發(fā)育的功能與機(jī)制。

該研究開發(fā)了可同時(shí)滿足低樣本量和高覆蓋率的靶向脂質(zhì)組學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)了在少量小鼠胚胎水平上進(jìn)行代謝物檢測(cè)，并基于異丙醇的單相提取方法與Bligh & Dyer的提取方法互為驗(yàn)證獲得了一致的全局模式的脂質(zhì)組重塑數(shù)據(jù)。植入前胚胎發(fā)育過程中，單個(gè)脂質(zhì)類含量的動(dòng)態(tài)變化支持脂質(zhì)介導(dǎo)的功能，如發(fā)育過程中脂筏的形成增加以適應(yīng)囊胚時(shí)期增強(qiáng)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、甘油三酯的含量在四細(xì)胞開始至囊胚期的增加可為后期氧化活動(dòng)的增強(qiáng)提供原料。研究顯示，小鼠植入前胚胎發(fā)育過程表現(xiàn)出脂質(zhì)不飽和度增加（體現(xiàn)在單不飽和脂肪酸MUFA的增加），人類早期胚胎發(fā)育過程中的脂質(zhì)變化趨勢(shì)及不飽和度增高方面均存在物種之間的保守性。此外，研究發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)不飽和度的上調(diào)對(duì)囊胚形成頗為重要。由硬脂酰輔酶A去飽和酶-1介導(dǎo)的脂質(zhì)單不飽和度通過極性蛋白流動(dòng)性調(diào)控骨架蛋白的正確分布，影響頂端和基底外側(cè)結(jié)構(gòu)域的形成，最終影響胚胎的著床率。

該研究描繪了小鼠和人早期胚胎脂質(zhì)全景圖，為探討哺乳動(dòng)物植入前胚胎發(fā)育中內(nèi)源性脂質(zhì)的重塑提供了資源，并為脂質(zhì)不飽和度調(diào)節(jié)胚胎發(fā)育和植入提供了機(jī)制上的新見解。

研究工作得到國家自然科學(xué)基金和浙江省自然科學(xué)基金等的支持。

小鼠植入前胚胎發(fā)育的階段特異性脂質(zhì)組學(xué)特征

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