科學家揭示靈長類早期神經胚發育特征
光明日報北京5月14日電(記者齊芳)人類的多種遺傳(chuan) 疾病和先天缺陷在胚胎發育早期已被決(jue) 定。但由於(yu) 科研倫(lun) 理和技術手段的限製,科學家們(men) 很難直接獲取人類早期胚胎進行研究,人類胚胎體(ti) 外研究也不能超過14天倫(lun) 理界限。那該怎麽(me) 辦呢?為(wei) 此,科學家們(men) 想到了一種替代的研究模型:非人靈長類動物胚胎。由我國科學家領銜的中美研究團隊,首次建立了一個(ge) 可支持食蟹猴胚胎體(ti) 外長時程發育至受精後25天的3D長時程體(ti) 係,並基於(yu) 該體(ti) 係探究了靈長類胚胎早期神經發育過程中的核心事件和譜係特征。成果日前在線發表於(yu) 國際學術期刊《細胞》。
要建立一個(ge) 能夠支持非人靈長類動物胚胎體(ti) 外發育的培養(yang) 體(ti) 係,並不是件容易的事。中國科學院動物研究所/北京幹細胞與(yu) 再生醫學研究院研究員王紅梅是這項研究的最後通訊作者。她介紹,團隊在2019年已實現將非人靈長類胚胎體(ti) 外培養(yang) 至受精後第20天,並研究了靈長類胚胎早期原腸運動特性。在最近的這項研究中,“我們(men) 充分比較了不同培養(yang) 體(ti) 係,並對其中一種體(ti) 係進行優(you) 化,構建了可延長食蟹猴胚胎體(ti) 外發育到第25天的體(ti) 係,將其命名為(wei) ‘3D長時程培養(yang) 體(ti) 係’”。
王紅梅說:“基於(yu) 這一體(ti) 係,我們(men) 現在終於(yu) 可以深入探索從(cong) 第20天到第25天胚胎發育究竟經曆了哪些‘故事’。”
在這一體(ti) 係中,研究人員探究了靈長類早期神經胚發育過程。“我們(men) 知道,人類胚胎在第14天開始原腸運動——這是早期胚胎發育過程中的裏程碑事件,在此過程中,胚胎細胞發生大規模分化、遷移和重排,並形成外、中、內(nei) 三胚層和體(ti) 軸。在三胚層發育的基礎上,胚胎進一步開始早期多器官發育”。
基於(yu) 25天的培養(yang) ,科研人員揭示了靈長類胚胎中晚期原腸運動至早期神經胚發育階段胚胎的形態、細胞組分、轉錄組、DNA甲基化和染色質可及性等特征,為(wei) 進一步揭示人類胚胎的奧秘打下基礎。
國際同行評論認為(wei) ,這項研究在已有體(ti) 內(nei) 研究的基礎上進一步填補了靈長類胚胎中晚期原腸運動至早期器官發育階段的領域空白,為(wei) 靈長類胚胎體(ti) 外培養(yang) 和基於(yu) 幹細胞構建的“類胚胎”的體(ti) 外培養(yang) 提供了參考體(ti) 係,為(wei) 深入了解人類早期胚胎發育機製,以及早期胚胎發育異常相關(guan) 疾病的病理研究提供了技術平台。
《光明日報》( 2023年05月15日 08版)
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