胚胎干细胞作为生命早期的形式, 其分化发展对生命形成来说异常重要, 胚胎干细胞的单细胞测序也已经有所报道。通过对不同来源的124个正常胚胎干细胞进行全基因组测序, 发现有至少20000多个基因表达, 包括众多的长链非编码RNA。也开发了一种基于转座子的条形码方法来重建单细胞谱系历史, 利用单细胞转录组测序能够跟踪细胞的发育轨迹, 在不久的将来也可以作为我们了解哺乳动物性别决定的补充手段。
 

目前, 探索人类胚胎早期发育过程中表观遗传修饰的研究还比较匮乏。应用单细胞染色质整体组学规模景观测序, 发现转录与染色质开放维持之间存在反馈机制, 为剖析早期胚胎发育过程中复杂但高度协调的表观遗传重编程铺平了道路。通过对生殖细胞和植入前胚胎细胞进行全基因组DNA甲基化测序, 发现了数以万计的DNA甲基化新位点, 详细揭示了人类植入前胚胎DNA甲基化重编程的动态过程。
 

除此之外, 胚胎早期在母体内的生存环境, 与生殖成功和健康发育关系密切。VENTO-TORMO等利用单细胞测序技术对怀孕早期的胚胎细胞进行了转录组测序分析, 绘制了胚胎细胞图谱, 鉴定了怀孕早期孕妇子宫的蜕膜层血管周细胞和基质细胞亚群, 除此之外, 还揭示了孕期母体免疫反应的调节机制, 增加生殖成功率。
 

研究表观遗传调控和母体环境与生殖成功之间的相互作用, 有助于了解胚胎发育过程中的调控网络和保护机制, 对妊娠相关疾病的诊断和治疗具有重要意义。利用早期胚胎单细胞测序, 可以进行遗传疾病预测, 有助于生殖健康。北京大学的生殖医学团队开发了单倍型分析方法─scHaplotyper, 追踪胚胎中每个单倍型区域的起源, 从而检测每个胚胎中疾病等位基因的携带状态, 并且成功在临床上对有遗传疾病史的家庭进行健康胚胎筛查。产前诊断方法学的进步, 对遗传疾病预防和诊断具有重要意义, 是健康生殖的助力。
 

出自《单细胞测序技术在生殖研究中的应用》作者高山凤,肖轩,张玲羽。