2026年3月31日，北京大学第三医院医学创新研究院毛凤彪研究员/乔杰院士团队，联合赵晓璐/刘强副研究员于Nature Communications（《自然—通讯》IF: 15.7）发表题为“The landscape and regulatory potential of eccDNAs in mammalian preimplantation embryos”（哺乳动物早期胚胎发育中的eccDNA图谱及其调控潜能研究）的研究成果。

        本研究系统解析了eccDNA在哺乳动物早期胚胎中的动态特征与潜在调控机制，不仅有助于理解其在生理条件下的生物学意义，也为探索eccDNA在胚胎发育异常及相关疾病中的潜在功能提供了新视角。

        分析表明，eccDNA主要来源于转录活跃区域。干预实验显示，抑制转录活性可显著减少eccDNA的生成，而干扰转录-复制冲突（Transcription-replication conflicts, TRC）修复通路则导致eccDNA水平显著上升，提示TRC在其形成过程中发挥关键作用。功能实验进一步表明，携带合子基因组激活（Zygotic genome activation, ZGA）相关基因Mycn和Egfl7调控序列的eccDNA能够显著上调对应靶基因的表达，展现出增强子样的调控潜能。综上，本研究系统揭示了早期胚胎发育过程中eccDNA的形成机制与动态特征，首次证实了其在早期胚胎基因表达调控中的潜在功能，为解析早期胚胎发育中eccDNA的动态调控机制提供了重要理论依据。

        具体来说，研究团队利用多重置换扩增技术（MDA），对小鼠早期胚胎六个关键发育阶段（受精卵至囊胚）进行全基因组测序，发现eccDNA在早期胚胎中广泛存在，并在2细胞期ZGA时期达到峰值。为进一步探究eccDNA的调控功能，研究团队利用连接酶辅助的小环积累技术（Ligase-assisted minicircle accumulation，LAMA）合成了携带ZGA关键基因Mycn、Egfl7及发育相关基因Emx1调控序列的eccDNA，分别转染至NIH 3T3细胞及显微注射到小鼠合子中。qRT-PCR结果显示，在2细胞期胚胎中，外源过表达合成的eccDNA后处理组目标基因表达水平显著高于随机序列对照组；在NIH 3T3转染细胞中亦观察到类似趋势。上述结果首次证实eccDNA可作为功能性调控元件，参与早期胚胎发育过程中相关基因的表达调控。

        综上，本研究从聚焦染色体外环状DNA在肿瘤中的促癌功能转向系统解析其在生理条件下的动态特征与调控机制，揭示了eccDNA在哺乳动物早期胚胎发育中的动态图谱，阐明了转录-复制冲突在其形成中的关键作用，并证实了eccDNA作为可移动调控元件参与早期胚胎发育进程。

        研究为理解eccDNA在生命起始阶段的生物学功能提供了新的视角，不仅有助于深化我们对早期胚胎基因组动态调控机制的理解，也为解决早期胚胎发育障碍和优化辅助生殖策略提供了理论基础和临床指导意义。

文章链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-71227-z