胚胎发生的着床前期是个体发生的关键时期。在此期间,有丝分裂周期启动,胚胎基因组被激活,胚胎细胞发生初级分化。这一时期发生的细胞异常都是胎儿发育障碍的主要原因。
遗传物质损伤是导致发育失败的一个严重原因。在细胞水平的遗传物质损伤反应的背景下,胚胎发生的过程和表型变化在胚胎植入前的卵裂。在受精卵恢复遗传物质合成之前诱导的遗传物质损伤可以影响胚胎着床前发育。
这种发育能力与遗传物质损伤程度有关。单细胞胚胎可以纠正一个卵裂周期,尽管低遗传物质损伤和不完全复制。这种现象似乎造成了浓缩染色质分离紊乱的倾向,导致在初次切割之后的发育阶段形成微核。受精卵可以耐受一些程度的遗传物质损伤,并以尽可能完成一个卵裂阶段和继续胚胎发生为需要先完成任务。
早期胚胎的主要作用是恢复有丝分裂活性和启动胚胎基因组的表达。这将保障遗传信息正确地传递给新一代的物种。控制基因组完整性的维持对细胞类型都是重要的,但对早期胚胎细胞是很重要的。
控制机制的失败导致这些体细胞在组织内的消除。着床前胚胎控制机制的失效对胚胎发育的整体发展和后代的长期影响具有很严重的整体后果。
从这方面来看,早期胚胎克服遗传物质损伤的“策略”与体细胞不同。虽然在重编程过程中产生的遗传物质损伤的后果尚不清楚,但已知的是,单细胞胚胎需要在长时间的细胞周期中保持基因组的稳定性。在胚胎着床前的早期阶段,基因组会发生动态的表观遗传修饰。
在这种情况下,可以观察到遗传物质去甲基化。这些遗传物质去甲基化阶段与遗传物质链断裂和遗传物质修复标记物的出现同时出现。
原则上,修复可导致三种可能的结果:(1)选择的损伤纠正,(2)凋亡途径的激活,导致细胞死亡,(3)病变的耐受性,可导致突变或病变。
在这种胚胎发生过程中,遗传物质损伤的主要反应是遗传物质修复,而不是细胞分裂或凋亡。受精后,精子染色质立刻进行大规模重组,在此期间鱼精蛋白被交换为母核小体。
遗传物质损伤是在父系遗传物质去甲基化过程中产生的,并在受精后的一个细胞周期中修复,以防止染色体断裂、胚胎丢失和不育。