2024年5月9日,《Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease》在线发表了题为“Loss of function variant in CIP2A associated with female infertility with early embryonic arrest and fragmentation”的研究论文,该研究发现CIP2A基因是人类早期胚胎发育重要调控基因,揭示了人类早期胚胎发育异常导致女性不孕新的遗传病因和致病机制。
人类胚胎的早期发育时期是从受精卵形成到第8周末。在此期间,受精卵经过快速而复杂的增殖、分裂与分化,经历胚胎的不同发育阶段。这一精巧而复杂的过程依赖于人体内不同基因的精准时空表达与调控以及神奇的胚胎自我组织潜能。早期胚胎发育异常是导致女性不孕的重要病因。
本研究通过对一个由早期胚胎发育阻滞与胚胎碎片化引发的女性不孕病例进行遗传学研究,发现了该病新的致病基因CIP2A。CIP2A蛋白在有丝分裂和小鼠卵母细胞减数分裂中起关键作用。迄今为止,CIP2A在人类卵母细胞中的生理功能尚不清楚。
通过细胞系研究发现CIP2A基因突变导致蛋白表达水平降低,异常的亚细胞定位和细胞凋亡。进一步研究发现CIP2A蛋白在小鼠卵母细胞和人卵母细胞中的定位显著不同,表明CIP2A蛋白功能在小鼠和人卵母细胞之间存在差异。患者的卵母细胞和早期胚胎中出现了细胞内染色体分散和突变型CIP2A蛋白的异常聚集。通过RNA干扰敲低人类卵母细胞中的CIP2A基因表达进一步印证了患者表型。已有研究表明磷酸化ERK1/2水平降低会导致皮质F-肌动蛋白强度,α-微管蛋白稳定性和母源mRNA衰减受损以及线粒体功能障碍,从而导致早期胚胎停滞和胚胎碎片化,进一步研究发现CIP2A基因缺陷导致磷酸化ERK1/2水平降低可能是其致病原因。总之,该研究发现CIP2A蛋白对维持早期胚胎正常发育至关重要。
本研究发现了由早期胚胎发育阻滞和胚胎碎片化引发女性不孕新致病基因CIP2A及其致病机制,发现CIP2A是人类早期胚胎发育的重要调控基因,为相关疾病的精准诊断和治疗提供了新的线索。
张贤钦教授团队从事人类遗传病与罕见病的遗传基础与致病机制研究以及相关疾病的遗传诊断与遗传咨询新技术新方法研究,团队的研究特色是从病因不明的疑难病例出发,研究揭示疑难疾病的未知遗传病因与发病机制,为相关疾病的临床诊断、治疗以及药物的研发提供了依据和帮助,为理解人体重要基因的生理功能及其参与的生命活动过程提供实验依据和理论基础。
张贤钦教授团队多年来从事生物学与临床医学的交叉研究,先后承担国家重点研发计划项目课题、国家自然科学基金、教育部人才项目、国家双一流大学建设项目、中国科学院横向科研项目、华中科技大学学术前沿青年团队项目等十余项,与美国洛克菲勒大学、法国国家科研中心、华中科技大学同济医学院附属同济医院、华中科技大学同济医学院附属协和医院、中南大学湘雅医学院附属第三医院、空军军医大学附属唐都医院、浙江大学医学院附属第二医院、首都医科大学附属友谊医院、山东大学附属齐鲁医院、华中科技大学同济医学院附属金银潭医院等国内外多所一流大学、科研机构和一流大学附属医院开展了合作研究。欢迎国内外的临床医生、疑难遗传病与罕见病患者和科研人员开展合作研究,欢迎支持疾病研究的基金会和公司开展合作。
张贤钦教授和华中科技大学同济医学院附属同济医院生殖医学中心靳雷教授团队的朱丽霞医生为论文的通讯作者,华中科技大学生命学院博士生刘振兴为论文的第一作者,本研究得到国家重点研发计划项目,国家自然科学基金和华中科技大学学术前沿青年团队项目的支持。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.bbadis.2024.167228