人類早期胚胎發(fā)育奧秘有新發(fā)現(xiàn)

8月8日，同濟(jì)大學(xué)附屬同濟(jì)醫(yī)院召開(kāi)新聞發(fā)布會(huì)，報(bào)告該院干細(xì)胞臨床轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究中心主任孫毅教授團(tuán)隊(duì)成員薛志剛博士為第一作者和共同通訊作者的一項(xiàng)研究，在國(guó)際上首次對(duì)人及其他哺乳動(dòng)物胚胎著床前發(fā)育的轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了系統(tǒng)分析，闡明了胚胎早期發(fā)育過(guò)程中的重要問(wèn)題。相關(guān)論文已于今年7月29日在線發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)刊物《自然》雜志上。

哺乳動(dòng)物胚胎發(fā)育起始于卵子和精子的融合。經(jīng)歷遷移、基因組和表觀遺傳時(shí)空表達(dá)調(diào)控以及受精卵/胚胎基因組活化等過(guò)程形成桑椹胚，進(jìn)而形成囊胚，植入子宮壁并進(jìn)一步發(fā)育成胚胎。長(zhǎng)期以來(lái)，對(duì)早期胚胎的轉(zhuǎn)錄組研究受到樣本細(xì)胞數(shù)少、無(wú)法定量分析的制約，因此對(duì)哺乳動(dòng)物特別是人類的早期胚胎發(fā)育基因調(diào)控知之甚少。

此次科研人員利用單細(xì)胞表達(dá)譜研究技術(shù)，突破了樣本量少的瓶頸，對(duì)人胚胎早期發(fā)育各階段全基因組rna轉(zhuǎn)錄譜進(jìn)行了系統(tǒng)分析，發(fā)現(xiàn)在胚胎發(fā)育早期各階段中存在著父親或母親來(lái)源的單等位基因表達(dá)差異。同時(shí)運(yùn)用加權(quán)基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)分析顯示，胚胎早期發(fā)育各階段中的細(xì)胞周期、基因調(diào)控、蛋白質(zhì)翻譯以及代謝通路的轉(zhuǎn)錄變化，以分步進(jìn)行的方式按順序發(fā)生，并且發(fā)現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)胚胎早期發(fā)育各階段的關(guān)鍵候選基因。該研究明確了早期發(fā)育調(diào)控機(jī)制在物種間保守存在，僅在發(fā)育特異性和時(shí)序上有所差異，證明了哺乳動(dòng)物早期胚胎發(fā)育進(jìn)化上的共性。

在研究中，科研人員還系統(tǒng)分析了哺乳動(dòng)物早期胚胎全能細(xì)胞的增殖、分化過(guò)程，得到了細(xì)胞分裂各階段的分子標(biāo)記，這將有利于規(guī)范細(xì)胞全能性評(píng)判、干細(xì)胞鑒定、純化及移植，特別使一些如神經(jīng)系統(tǒng)損傷與退變、腫瘤等難治性重大疾病的干細(xì)胞治療成為可能。

專家認(rèn)為，該研究成果將為人類輔助生殖技術(shù)帶來(lái)福音，研究中發(fā)現(xiàn)的人類胚胎早期發(fā)育各階段的關(guān)鍵候選基因，將有助于改善人類輔助生殖技術(shù)和提高人口出生質(zhì)量。

南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院臨床生殖中心劉嘉茵教授課題組和加州大學(xué)洛杉磯分校的范國(guó)平教授課題組也參與了該研究。

靈長(zhǎng)類動(dòng)物胚胎如何發(fā)育？科學(xué)家們有了新發(fā)現(xiàn)

本篇文章由：捧著馬臉沒(méi)有靈感寫(xiě)作的深空小編為您呈現(xiàn)。今天天氣不錯(cuò)，正適合讀讀最新資訊放松一下。不讓大家久等了，下面馬上進(jìn)入正題吧。
胚胎的早期發(fā)育過(guò)程，能夠回答我們生命誕生之初的奧秘。然而由于種種技術(shù)與倫理上的局限，目前我們對(duì)這一過(guò)程的了解還并不多。今日，頂尖學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》在線發(fā)表的一篇論文，為我們帶來(lái)了新的洞見(jiàn)。這一研究來(lái)自于昆明理工大學(xué)靈長(zhǎng)類轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究院，云南中科靈長(zhǎng)類生物醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室譚韜教授、牛昱宇教授、季維智教授、以及Salk研究所Juan Carlos Izpisúa Belmonte教授的合作。
在論文中，科學(xué)家們指出從圍著床期到原腸胚形成期，哺乳動(dòng)物的胚胎會(huì)發(fā)生一系列細(xì)胞和分子層面上的轉(zhuǎn)化。然而，我們對(duì)于這些轉(zhuǎn)化的了解并不多，這很大程度上是受限于缺乏合適的研究體系。
近年來(lái)，一些體外培養(yǎng)系統(tǒng)的誕生，讓我們逐漸有了研究早期胚胎發(fā)育的能力。然而，這些系統(tǒng)往往不能支持胚胎的長(zhǎng)期培養(yǎng)。培養(yǎng)超過(guò)12天后，它們就會(huì)逐漸“散架”。
▲這套系統(tǒng)最多能在體外將胚胎培育到20天
為了更好地研究早期胚胎發(fā)育，這些科學(xué)家們改進(jìn)了這套體外培養(yǎng)系統(tǒng)。在優(yōu)化了培養(yǎng)條件后，他們成功突破了食蟹猴的體外培育紀(jì)錄，提高到了20天。而且，這些培育的胚胎能經(jīng)歷包括“細(xì)胞譜系分化”在內(nèi)的一系列正常發(fā)育階段。
隨后，研究人員們對(duì)發(fā)育中的早期胚胎進(jìn)行了單細(xì)胞的RNA測(cè)序分析。分析結(jié)果表明，這些胚胎已能展現(xiàn)出明顯的區(qū)域劃分。我們也能清楚地看到原始內(nèi)胚層、滋養(yǎng)外胚層、以及上胚層的細(xì)胞譜系。而且，我們也能找到各個(gè)細(xì)胞類型中所特異的轉(zhuǎn)錄因子。研究人員們指出，這揭露了胚胎早期發(fā)育所需的一些關(guān)鍵分子信息。
▲圖中是一個(gè)17天的靈長(zhǎng)類胚胎，不同顏色表明不同細(xì)胞分化里的標(biāo)志物
“胚胎早期發(fā)育是一個(gè)‘黑匣子’，我們提供了首個(gè)對(duì)此的觀察，”本研究的通訊作者之一Juan Carlos Izpisúa Belmonte教授說(shuō)道：“現(xiàn)在我們能觀察不同胚胎階段里細(xì)胞如何發(fā)育，以及它們需要哪些因子。這能讓我們更好理解如何產(chǎn)生不同的細(xì)胞與組織?！?br>“為了了解靈長(zhǎng)類動(dòng)物的原腸胚形成期，我們3年前就在中國(guó)開(kāi)啟了猴子胚胎的培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。這支團(tuán)隊(duì)在非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物的系統(tǒng)研究上有著長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)，而且有著譬如體外受精平臺(tái)等成熟的生殖研究體系，” 季維智教授評(píng)論道：“我們成功地達(dá)成了我們的目標(biāo)。這能為過(guò)去所不清楚的人類著床后發(fā)育過(guò)程帶來(lái)新的洞見(jiàn)?！?br>放眼未來(lái)，該體系的建立不僅能帶來(lái)胚胎早期研究的一個(gè)重要工具，還能夠通過(guò)這些以往做不到的研究發(fā)現(xiàn)，找到早期胚胎發(fā)育里的關(guān)鍵。這有望讓我們更好地理解靈長(zhǎng)類動(dòng)物發(fā)育的過(guò)程，探索相關(guān)疾病背后的奧秘。
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