早期胚胎发育是一个高度协调的生命过程，历经合子基因组激活（ZGA）、细胞谱系分化等关键生物学事件。这些过程依赖精密的转录调控、蛋白质稳态维持以及表观遗传重编程。其中，泛素-蛋白酶体系统与自噬-溶酶体通路负责清除受损的蛋白质和细胞器，而组蛋白修饰则动态重塑染色质结构，共同确保胚胎发育的正常推进。然而，TRIM7泛素连接酶和H4K20me1组蛋白修饰在这一过程中的调控作用未能得到系统解析。

近日，郑州大学第一附属医院、河南省医学科学院生殖健康研究所徐家伟教授团队先后在Journal of Translational Medicine 和EMBO Reports 上发表两篇研究论文，分别揭示了E3泛素连接酶TRIM7通过自噬-溶酶体信号维持蛋白质稳态，以及组蛋白修饰H4K20me1通过促进染色质开放调控ZGA的新功能，为早期胚胎发育的分子调控网络提供了新视角。

研究团队发现TRIM7在小鼠早期胚胎中呈现动态表达模式，在4-细胞期达到高峰。通过Morpholino敲低以及siRNA显微注射、电转等技术手段，证实TRIM7缺失导致胚胎发育阻滞于8-细胞期。单细胞转录组与蛋白质组学分析发现，TRIM7缺失在2-细胞期即已引起溶酶体、自噬及剪接体基因的早期失调，并在8-细胞期导致溶酶体-自噬通路的严重破坏。EU掺入实验表明TRIM7缺失并不影响ZGA的整体启动，但ZGA后转录与蛋白质网络的稳定性却严重受损。利用雷帕霉素激活自噬可部分挽救发育阻滞表型，恢复40%-50%的囊胚形成率，进一步证实溶酶体-自噬功能是TRIM7依赖的关键发育检查点。该研究揭示了TRIM7是早期胚胎发育中蛋白质稳态与自噬-溶酶体信号的关键调控因子（图1）。

图1 TRIM7是早期胚胎发育中蛋白质稳态与自噬-溶酶体信号的关键调控因子

郑州大学第一附属医院、河南省医学科学院生殖健康研究所徐家伟教授为论文通讯作者；郑州大学第一附属医院Sarmir Khan、闫芬、李文博为共同第一作者。

研究团队利用CUT&RUN技术绘制了跨物种的H4K20me1基因组分布图谱。结果显示，H4K20me1以宽峰模式广泛分布于基因组，并在ZGA前后经历动态重编程。这一分布模式在小鼠、人类和斑马鱼中既表现出保守性，又具有物种特异性。为验证其在早期胚胎发育中的功能，研究人员利用底物竞争性抑制剂UNC0379处理小鼠早期胚胎以降低H4K20me1水平，结果导致大量胚胎发育阻滞于2-细胞期。ATAC-seq和转录组分析发现，H4K20me1缺失引起胚胎基因组大量区域的染色质可及性下降，ZGA基因表达下调，核糖体生物合成、RNA剪接和加工等关键生物学过程受到干扰。该研究揭示了H4K20me1在早期胚胎发育过程中的动态分布规律及其通过染色质开放促进ZGA的重要作用（图2）。

图2 H4K20me1的缺失导致染色质可及性下降、基因表达异常及胚胎发育停滞

郑州大学第一附属医院、河南省医学科学院生殖健康研究所徐家伟教授为论文通讯作者；郑州大学第一附属医院孟祥瑞、河南省医学科学院何真、洛阳市妇幼保健院方东、郑州大学第一附属医院李文博为共同第一作者。

原文链接：
https://doi.org/10.1186/s12967-026-07963-z
https://doi.org/10.1038/s44319-026-00780-x