绝大多数克隆动物在胚胎发育的早期即告流产，中美两国科学家的一项最新研究表明，与胚胎发育干系的一个主要基因的沉默是哺乳动物早期流产的关键缘故原由，这一创造也为办理人类自发流产难题供应了新思路。
2018年11月1日，《美国科学院院刊》（PNAS）在线揭橥了中国和美国科学家的最新研究成果，揭示了一个与胚胎发育干系的主要基因RTL1的沉默是哺乳动物早期流产的关键缘故原由；通过RTL1基因的补偿表达，可显著提高勾引多能干细胞（iPS细胞）克隆动物的繁殖效率，也为办理人类自发流产难题供应一个新的思路。
克隆动物易流产
经由基因改造的克隆猪，可为人类供应续命的器官，也可精准仿照人类遗传病或癌症，以便科学家弄清楚这些繁芜疾病的致病机理，或用以验证新药，已成为生命科学研究中最令人期待的热门领域之一。
一样平常情形下，克隆猪是由体细胞经由核移植操作造就出来的，不过基因润色克隆猪则先须要对体细胞进行多次繁芜的基因操作，绝大多数体细胞比较薄弱，寿命短，难以承受反复“折腾”，因此利用体细胞很难造就出符合人们期望的基因润色克隆猪，这正是目前该研究领域的紧张难点之一。
2006年，日本科学家山中伸弥教授团队向小鼠的一种皮肤细胞——成纤维细胞中转入四个转录因子基因，使得已高度分解的体细胞重新得到全能性，即可分解成体内的任意一种细胞，包括神经细胞和生殖细胞等，这种干细胞便是勾引多能干细胞。山中伸弥教授也由于这一创造，与体细胞克隆技能的紧张发明人、英国生物学家约翰·格登教授一起分享了2012年诺贝尔生理学或医学奖。
iPS细胞技能出身后，科学家很快创造其在人类治疗性克隆、赞助生殖或基因润色克隆动物等领域具有广阔的运用前景。2009年，中国科学院动物研究所周琪研究员首次利用iPS细胞（勾引性多能干细胞）造就出康健小鼠，该研究成果入选《时期》周刊2009年度十大医学打破。2018年10月，周琪院士作为通讯作者之一参与的一项主要研究成果再次引发关注，研究职员用两个雄性小鼠的iPS细胞，造就出了康健小鼠，再次打破了同性生殖障碍。
目前，国际上与iPS细胞干系的大多数研究成果均集中在小鼠身上，而利用猪、牛、羊等大动物的iPS细胞造就出康健克隆动物则鲜有宣布。2012年12月，在中国农业大学李宁院士领导下，全国十几家科研单位集中攻关，首次在国际上利用猪的iPS细胞造就出克隆猪。之后，国际上再无iPS细胞克隆猪出身，更没有iPS细胞克隆牛、羊等其它大动物的。
为什么iPS细胞克隆大动物如此难以造就呢？研究表明，iPS细胞核移植囊胚发育率可达10~30%，与体细胞克隆差不多，但是将这些源自iPS细胞的克隆胚胎移植到代孕母畜体内后，绝大多数克隆胚胎在胚胎发育的早期即告流产。
大量的动物研究数据表明，体外生产的胚胎比较体内胚胎都具有更高的流产率。例如，自第一只体细胞克隆哺乳动物多利绵羊出身20多年以来，已有20多种哺乳动物得到克隆后代，包括2018年初中国科学院神经科学研究所造就的天下首例体细胞克隆猴，但是体细胞克隆技能的流产问题一贯没有得到显著改进，不同动物的克隆胚胎流产率均在90%以上。
流产的关键缘故原由
研究创造，表不雅观遗传润色的非常被认为可能是导致哺乳动物流产的一个主要缘故原由，尤其是赞助生殖技能过程中胚胎的体外培养和干系操作会导致甲基化润色等表不雅观遗传润色非常，从而引发流产。
这是由于动物发育过程是从单细胞受精卵，发育成胚胎干细胞，干细胞进一步分解成各种功能的体细胞，后者再组成各种组织器官。只管同一动物内每个细胞的基因组都完备一样，但是掌握细胞分解和发育的基因由于受到某些表不雅观遗传润色，包括甲基化润色、组蛋白润色、基因印记、X染色体失落活等，从而表现出不同的命运。如果说基因组决定细胞能表达什么样的功能蛋白，那么表不雅观遗传润色则决定了每个基因什么时候表达，表达水平高低等，后者就像给不同的胚胎细胞提前设置了“指令”，当胚胎细胞接到的“指令”是发育成神经细胞，那它只能发育成神经细胞，如果“指令”是心肌细胞，那它也只能发育成心肌细胞，如此，这些胚胎细胞会按照各自的“指令”发育成各种不同的组织器官。
体细胞克隆和iPS细胞克隆等体外赞助生殖技能都涉及已高度分解的体细胞，要让这些体细胞能发育成动物个体，重新规复类似胚胎干细胞的全能性，则须要让这些细胞“规复出厂设置”，使一些细胞分解关键基因的表不雅观遗传润色模式得以逆转，但是有些基因的表不雅观遗传润色比较执拗，致使这些基因表达非常，终极导致动物流产。到底哪些基因在“捣乱”呢？
为了找到哺乳动物流产的紧张缘故原由，来自中国农业大学的吴森教授、赵要风教授、杜旭光博士团队与2007年诺贝尔生理或医学奖得到者、美国犹他大学Mario Capecchi教授互助，以猪iPS细胞克隆胚胎作为实验工具，建立了研究哺乳大动物早期流产的模型。中科院动物所北方大动物研究基地、中国农业科学院北京畜牧兽医研究所、重庆市畜牧科学院等单位的科学家也参与了这项事情。
中美研究职员首先从猪的胎儿皮肤组织分离出成纤维细胞，借鉴山中伸弥的方法，向猪成纤维细胞加入四种转录因子，勾引其发育成多能干细胞，并通过核移植得到克隆胚胎。但是，当研究职员将这些克隆胚胎移植到代孕母猪子宫内后，流产率靠近100%，特殊是在早期受孕（25-45天）阶段，流产率高达90%以上，显示胚胎发育早期是克隆胚胎能否发育到期的关键期，而体细胞克隆胚胎则能得到康健存活的仔猪。
研究职员进一步选取成纤维细胞、iPS细胞，以及这两种细胞来源的克隆胎儿和胎盘进行了全基因组甲基化测序等剖析，创造猪基因组甲基化润色模式与小鼠和人类的存在显著差异；同时创造了13个影响猪胚胎早期发育的主要印记基因。这些印记基因都随意马虎受到甲基化等表不雅观遗传润色，有一些是受到父亲基因的标记，称为父本印记基因。研究创造，个中一个父本印记基因RTL1的非常沉默与猪iPS细胞克隆胚胎的发育非常极其干系，可能是克隆胚胎流产的主要成分。
RTL1是逆转录转座子衍生蛋白，对付哺乳动物胚胎微血管和胎盘形成至关主要，而且在正常胚胎发育后期表达水平会随之提高，但是这些流产克隆胚胎RTL1含量却显著偏低，乃至检测不到。研究职员不仅在猪的克隆胚胎创造这一征象，在牛的体细胞克隆和体外受精胚胎中也创造了类似征象，这表明RTL1基因表达非常是哺乳动物流产的关键缘故原由。
为了证明上述推论，研究职员进行了RTL1基因敲除和补偿表达试验。当利用基因编辑技能将iPS细胞的RTL1基因敲除时，这些iPS细胞克隆胚胎移植到代孕母猪体内后无一发育到出生；当将RTL1基因转入这些iPS细胞克隆胚胎中，让其表达RTL1蛋白以补充细胞内该蛋白的空缺，结果显示，这些RTL1得到补偿的iPS细胞克隆胚胎可成功发育出克隆小猪，克隆猪的出生存活率与体细胞克隆的效率相称，远远赶过之前iPS细胞克隆猪出生率；而未转入RTL1基因的iPS细胞克隆胚胎则全军覆没。这些研究进一步证明，RTL1基因的表达非常是克隆动物随意马虎流产的关键缘故原由，同时也为办理哺乳动物乃至人类的流产问题供应了较好的思路。
或为人类流产提高办理方案
随着我国人口政策的调度，估量在未来几年内我国新生儿的数量将会涌现大幅的增长，但是随之而来的产妇高龄化、环境污染及事情压力引起的男性精子活力低等现实问题，导致受精胚胎在植入后期间发育阻滞的概率大大增加。据国家卫生康健委员会数据显示，从不同地区、不同阶层及不同年事的取样剖析，自然流产的发生率在15%-40%，约75%发生在受孕16周以前，发生于受孕12周前者占62%。也便是说，在人类的受孕终止事宜中约有三分之二的胚胎在三个月前发生自发流产。
实在，人类赞助生殖技能也面临同样的流产难题。自1978年第一个试管婴儿出身以来，体外受精（IVF）、卵胞浆内单精子注射（ICSI）、胚胎移植等赞助生殖技能已在环球造就出超过650万个试管婴儿。据一份商业咨询报告显示，2016年-2024年，环球试管婴儿需求量复合年增长率将保持在6%以上。
但是，体外受精等赞助生殖技能仍旧存在一些问题，如出生存活率偏低。据美国繁殖医学协会最新数据显示，美国体外受精胎儿出生成活率约为37%，这与年事有较强的负干系，如35岁以下孕妇的胎儿出生成活率可达54%，而42岁以上孕妇的胎儿出生成活率不到4%，出生存活率随着孕妇年事增长而低落。
有趣的是，研究职员剖析创造，人类受孕早期自发流产胚胎的RTL1含量偏低，同时他们还把稳到RTL1基因的表达会随着母亲年事的增加而降落。此外，超过10%的男性不孕患者精子在RTL1基因及周边序列存在非常的DNA甲基化模式。所有这些导致人类胚胎流产的数据都支持了该研究的假设，即RTL1基因可能是人类自发性流产的主要表不雅观遗传决定成分。
通过进一步研究RTL1的浸染机制和调控网络，有可能开拓出针对RTL1基因靶点的药物，将有望降落孕妇的自发流产率，为日益增多的高龄孕妇及家庭带来新的希望。
