乳酸衍生的 H3K18lac 对哺乳动物胚胎基因组激活的调控作用

胚胎基因组激活(ZGA)是受精卵获得个体发育和全能性的先决条件。精卵结合形成受精卵后，胚胎基因组需要历经 一系列表观遗传重编程的过程，使高度分化的生殖细胞，在受精后逐步分化成具有全能性的胚胎，并最终植入子宫进一步 发育成个体。最近发现组蛋白乳酸化作为一种新的组蛋白修饰，在哺乳动物早期胚胎体内和体外微环境中大量存在，在 细胞重编程、神经兴奋、肿瘤发生和糖代谢等方面发挥着重要生物学功能。然而乳酸和其衍生的组蛋白乳酸化修饰对哺 乳动物早期胚胎发育的影响及其潜在机制尚不清楚。温州医科大学孔庆然教授课题组、重庆医科大学黄国宁教授课题组 和同济大学高绍荣课题组以小鼠和人类为模型，发现小鼠和人类主要 ZGA 时期细胞核中乳酸含量高。同时乳酸缺失会导致 小 鼠 胚 胎 在 2 细 胞 阶 段 主 要 ZGA 基 因 激 活 失 败 并 导 致 发 育 停 滞 ，且 H3K18lac 修 饰 显 著 下 降 ，揭 示 了 乳 酸 衍 生 的 H3K18lac 对主要 ZGA 的调控作用。该研究结果近期发表在《National Science Review》期刊上。研究首次描绘了小鼠植入 前胚胎全时期代谢动态图谱，提示乳酸在 ZGA 过程中可能存在重要功能，为细胞代谢和表观遗传重编程在早期胚胎发育 调节中的作用机制提供了新思路和新方向，显示了哺乳动物早期胚胎发育的保守代谢机制。

编者：曹祖兵(安徽农业大学)