近日，山东大学妇儿与生殖健康研究院陈子江院士、吴克良教授团队，在《自然-通讯》（Nature Communications）期刊以长文形式报道了题为“Crosstalk between H3K4me3 and oxidative stress is potential target for the improvement of ART-derived embryos”的研究论文。山东大学吴克良教授、刘博洋副研究员为本文共同通讯作者，山东大学副研究员张传鑫、博士后田昊、博士生殷小雨为本文共同第一作者。山东大学为第一和通讯作者单位。

随着社会的快速发展和生活方式的改变，全球不孕不育率逐年升高。以体外受精（In vitro fertilization, IVF）为代表的辅助生殖技术（Assisted reproductive technology, ART）已成为解决不孕不育问题的重要手段。然而，多项研究表明ART会增加围产期不良事件发生的风险，但潜在机制尚不明确。本研究首先利用小鼠体内外胚胎模型，从转录和表观遗传两个层面，比较了体外受精（IVF）与体内受精（In vivo fertilization，IVO）得到的早期胚胎在着床前的差异。研究发现，从受精卵到桑葚胚，小鼠IVO与IVF的基因表达模式整体相似，但IVF胚胎的部分基因在合子基因组激活（Zygotic genome activation，ZGA）过程中存在激活不充分的现象。囊胚阶段的表观遗传数据显示，IVF与IVO在DNA甲基化、H3K27me3和H3K4me3层面都存在差别，尤其是H3K4me3。基于此，向培养液中添加组蛋白去甲基化酶抑制剂CPI-455可升高H3K4me3水平，进而成功挽救了与线粒体、ATP和氧化应激有关的基因的表达，最终改善了小鼠胚胎发育。此外，IVF胚胎中氧化应激水平升高，向培养液中添加抗氧化剂烟酰胺单核苷酸（Nicotinamide mononucleotide, NMN）可降低氧化应激水平并改善小鼠胚胎发育，使囊胚基因表达水平更接近IVO囊胚。双干预实验证实氧化应激与H3K4me3形成调控环路。此外，本研究进一步在人类胚胎中揭示了体外受精通过H3K4me3和氧化应激影响胚胎发育这一机制的保守性，并以此为靶点，提出了针对性的胚胎培养优化方案，为提高ART成功率、降低IVF子代健康风险提供了重要的理论依据。

生殖医学团队在陈子江院士的带领下，长期致力于生殖发育与子代健康的临床与基础研究，多项原创性成果发表于Nature、Cell、Science、NEJM、Lancet、JAMA和BMJ等国际顶级学术期刊。本研究受到国家重点研发计划、国家自然科学基金卓越研究群体项目、国家自然科学基金重大项目、中央高校项目、国家自然科学基金青年学生基础研究项目（博士研究生）等项目的资助。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-67560-4

投稿：张传鑫

校审：刘博洋

编辑：张欣