乐投letou生物报路：人类的怀胎效能很低，，，，，，，，天然怀胎中只有不到50%的胚胎可能发育至足月。。。。。。。。部门流产胚胎重要是源于胚胎的非整倍体染色体异常，，，，，，，，在移植胚胎前鉴定并排除非整倍体胚胎是辅助生殖领域面对的巨大挑战。。。。。。。。当前临床上多选取对植入前胚胎的滋养表胚层进行样品活检和遗传学检测的方式来分析胚胎细胞的染色体倍性。。。。。。。。该步骤因涉及侵入性的胚胎细胞活检，，，，，，，，操作繁琐，，，，，，，，无法预防对胚胎造成肯定水平的机械危险。。。。。。。。以检测体表造就胚胎的造就液中游离DNA为代表的无创植入前胚胎遗传学检测，，，，，，，，因没有对胚胎自身进行取样操作，，，，，，，，可能预防上述问题，，，，，，，，但无创检测的一个难点在于对造就液中游离DNA的细胞溯源，，，，，，，，这直接关乎无创检测步骤的检测正确性。。。。。。。。

　　2021年6月15日，，，，，，，，北京大学生物医学前沿创新中心汤富酬/文路团队与北京大学第三医院乔杰/黄锦团队合作在The Journal of Clinical Investigation杂志颁发题为DNA methylome reveals cellular origin of cell-free DNA in spent medium of human preimplantation embryos的钻研论文。。。。。。。。该钻研对194例体表造就胚胎的造就液（spent embryo culture media，，，，，，，，SECM）进行微量DNA甲基化组测序（Post–bisulfite adaptor tagging–based single-cell whole-genome DNA methylation sequencing, scBS-seq），，，，，，，，通过和此前该团队合作颁发的植入前胚胎的单细胞DNA甲基化组图谱进行系统比力分析，，，，，，，，鉴定了造就液中游离DNA（cell free DNA，，，，，，，，cfDNA）的正确细胞起源，，，，，，，，并在此基础上精准定量了造就液中的来自颗粒细胞的母源DNA传染，，，，，，，，进而实现了系统的整合分析（图1）。。。。。。。。

　　图1 胚胎造就液cfDNA甲基化图谱钻研示意图

　　1.胚胎造就液游离DNA中存在来自母体颗粒细胞的游离DNA传染

　　该钻研将造就液游离DNA的甲基化与植入前胚胎细胞和颗粒细胞基因组DNA的甲基化进行了系统的非监督分析，，，，，，，，发现50/191 SECM与颗粒细胞聚为一类，，，，，，，，这些SECM出现较高的全基因组甲基化水平，，，，，，，，与颗粒细胞的全基因组甲基化水平靠近（图 2A）。。。。。。。。

　　为了进一步量化SECM中颗粒细胞传染起源的DNA比例，，，，，，，，钻研鉴定了769个颗粒细胞特异高甲基化的差距甲基化区域（C-DMRs），，，，，，，，这些差距甲基化区域在颗粒细胞中高度甲基化，，，，，，，，而在植入前胚胎细胞基因组DNA中近乎零甲基化（图 2B）。。。。。。。。凭据C-DMRs的甲基化水平，，，，，，，，将分歧的SECM样品分为无颗粒细胞传染的样品、颗粒细胞中度传染的样品、颗粒细胞沉度传染的样品三组，，，，，，，，了局显示随着颗粒细胞传染比例的增长，，，，，，，，SECM样品的总体甲基化水平相应增长，，，，，，，，批注SECM的总体甲基化水平高很大水平上是由颗粒细胞起源的游离DNA传染引起的（图 2C）。。。。。。。。

　　图2 胚胎造就液（SECM）中存在颗粒细胞传染。。。。。。。。（A）SECM与植入前胚胎细胞、颗粒细胞非监督聚类分析；；；；；；（B）769个颗粒细胞特异高甲基化区域（C-DMRs）；；；；；；（C）三类SECM的全基因组甲基化水平。。。。。。。。

　　2.胚胎造就液游离DNA中存在来自胚胎极体细胞的游离DNA传染

　　为了进一步探索无颗粒细胞传染的SECM中游离DNA的正确起源，，，，，，，，该钻研持续将造就液游离DNA的甲基化与植入前胚胎细胞的基因组甲基化进行了系统的非监督聚类分析，，，，，，，，了局显示3/96 SECM与MII期卵细胞与雌原核的基因组DNA聚为一类（图3A）。。。。。。。。由于胚胎在体表造就过程中仍在持续发育，，，，，，，，因而卵细胞中雌原核的基因组DNA不会被开释到造就液中，，，，，，，，据此揣摩胚胎造就液游离DNA的起源是排出胚胎表的极体细胞。。。。。。。。

　　为了进一步量化SECM中传染的极体细胞游离DNA的比例，，，，，，，，钻研鉴定了548个卵/极体细胞特异高甲基化的差距甲基化区域（O-DMRs），，，，，，，，这些区域在卵细胞和雌原核中高度甲基化，，，，，，，，而在植入前胚胎细胞以及颗粒细胞中低甲基化（图 3B）。。。。。。。。据文件报路，，，，，，，，非CpG的甲基化水平在卵母细胞中显著高于其他植入前阶段的胚胎细胞。。。。。。。。在无颗粒细胞传染的SECM中，，，，，，，，CHG和CHH(非CpG)的甲基化水平与O-DMRs甲基化水平呈正有关，，，，，，，，批注SECM中有时存在极体细胞传染（图 3C）。。。。。。。。

　　图3 胚胎造就液（SECM）中存在极体细胞传染。。。。。。。。（A）无颗粒细胞传染的SECM与植入前胚胎细胞、颗粒细胞非监督聚类分析；；；；；；（B）548个卵/极体细胞特异高甲基化区域（O-DMRs）；；；；；；（C）无颗粒细胞传染的SECM中非CpG甲基化水平与O-DMRs甲基化水平的关系。。。。。。。。

　　3.胚胎造就液游离DNA中母源DNA传染率的推导

　　利用769个C-DMRs和548个O-DMRs的甲基化水平数据，，，，，，，，该钻研团队成立推算步骤推导了胚胎造就液游离DNA中颗粒细胞和极体细胞DNA组分的比例。。。。。。。。首先，，，，，，，，通过推算机天生一系列掺入分歧比例的ICM/TE和颗粒细胞、极体细胞的模拟混合数据，，，，，，，，再利用该推算步骤推算颗粒细胞和极体细胞的百分比，，，，，，，，发现推算得到的比例与现实掺入的比例高度吻合，，，，，，，，这批注该推算步骤的正确性很高（图 4A）。。。。。。。。

　　接着该钻研推算了现实造就液游离DNA中各组分的比例，，，，，，，，发现1/3的胚胎造就液游离DNA样本中存在颗粒细胞传染，，，，，，，，且22%的样本颗粒细胞传染比例超过60%以上。。。。。。。。1/3的胚胎造就液游离DNA样本存在极体细胞传染，，，，，，，，4%的样本是极体传染超过60%以上。。。。。。。。注明通常情况下在胚胎造就液游离DNA中颗粒细胞传染比极体细胞传染更严沉。。。。。。。。

　　随后，，，，，，，，该钻研界说了颗粒细胞和极体细胞传染比例之和为净母源传染，，，，，，，，发现只有1/3的胚胎造就液游离DNA样品不存在显著的母源传染，，，，，，，，将近1/3的胚胎造就液游离DNA样本存在严沉的母源传染（图 4B）。。。。。。。。

　　图4 胚胎造就液（SECM）中母源DNA传染率推导。。。。。。。。（A）推算机模拟数据验证推算步骤的正确性；；；；；；（B）现实SECM中母源DNA传染比例统计。。。。。。。。

　　4.胚胎造就液游离DNA母源传染与染色体非整倍性的整合分析

　　DNA甲基化测序能够揣度染色体拷贝数（CNV）的情况。。。。。。。。该钻研在细胞系中评估了单细胞BS-seq揣度拷贝数了局的正确性，，，，，，，，发现单细胞BS-seq得到的拷贝数和用MALBAC得到的了局一致，，，，，，，，同时所需的肇始量很低（图 5A）。。。。。。。。该钻研还探索了胚胎造就液游离DNA母源传染对揣度胚胎细胞染色体拷贝数的影响。。。。。。。。了局显示染色体拷贝数的性别不一致率和假阴性率均随颗粒细胞、极体细胞和母源净传染率的增长而增长。。。。。。。。当净母源传染比例高于60%时，，，，，，，，性别不一致率和假阴性率别离增长到100%和75%。。。。。。。。因而，，，，，，，，当母源严沉传染时，，，，，，，，由SECM揣度的胚胎细胞的CNV就变得不正确。。。。。。。。

　　图5 胚胎造就液（SECM）中母源DNA传染和染色体拷贝数的整合分析。。。。。。。。（A）scBS-seq揣度CNV；；；；；；（B）母源传染对SECM揣度CNV的影响。。。。。。。。

　　综上所述，，，，，，，，该钻研初次将胚胎造就液中游离DNA的细胞起源追忆到囊胚细胞、颗粒细胞和极体细胞，，，，，，，，并且开发了急剧便捷定量胚胎造就液游离DNA中母源传染量的算法，，，，，，，，同时通过母源传染和染色体非整倍性的整合分析，，，，，，，，提高了利用胚胎造就液检测非整倍体胚胎的检测效能。。。。。。。。该钻研对表征胚胎造就液中游离DNA提供了新见解，，，，，，，，为无创植入前胚胎非整倍体遗传学检测（PGT-A）提供了新的视角。。。。。。。。

　　北京大学前沿交叉学科钻研院博士钻研生陈依东和高原为该钻研论文的共同第一作者。。。。。。。。北京将来基因诊断高精尖创新中心（ICG）、北京大学生物医学前沿创新中心（BIOPIC）、性命科学学院汤富酬教授、文路副钻研员与北京大学第三医院乔杰教授、黄锦副主任医师为该论文的共同通讯作者。。。。。。。。该钻研项目得到了国度天然科学基金委和北京将来基因诊断高精尖创新中心的支持。。。。。。。。