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12日,昆明理工大學(xué)與云南省第一人民醫(yī)院生殖科合作,首次繪制了人原腸前胚胎的發(fā)育全景圖,為研究人著床后的早期胚胎發(fā)育建立了重要的研究基礎(chǔ)。
人的生命起源于早期胚胎,胚胎體內(nèi)發(fā)育在三維時空上受到復(fù)雜而精細(xì)的調(diào)控。胚胎發(fā)育是生命科學(xué)的重要問題,受限于倫理和研究技術(shù)的限制,人著床后胚胎發(fā)育尚是一個不清楚的黑匣子。對著床后人胚胎發(fā)育關(guān)鍵事件的理解對人類干細(xì)胞、組織器官再生研究和應(yīng)用以及對不孕癥、早期發(fā)育疾病的預(yù)防與治療極為關(guān)鍵。
昆明理工大學(xué)季維智和李天晴的科研團(tuán)隊在獲得嚴(yán)格的倫理允許和病人知情同意的條件下,利用臨床上捐獻(xiàn)的胚胎,首先通過改善培養(yǎng)基和培養(yǎng)方法,開發(fā)了一個三維(3D)人囊胚培養(yǎng)體系,克服二維(2D)無法模擬胚胎發(fā)育的缺陷。采用該體系首次將人囊胚在3D條件下培養(yǎng)到原條階段(第14天),但未出現(xiàn)早期神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育,符合胚胎研究的國際倫理。
這些3D胚胎能高度地模擬體內(nèi)胚胎的發(fā)育,經(jīng)歷不同形態(tài)的發(fā)育并自發(fā)組裝成2D條件下無法產(chǎn)生的3D結(jié)構(gòu),包括胚胎雙層杯盤、羊膜、基底膜、初級和靈長類獨特次級的卵黃囊、前后軸和原條。與上胚層細(xì)胞相比,羊膜腔的羊膜上皮顯示出獨特和特征性的表型。
研究團(tuán)隊揭示了上胚層細(xì)胞、下胚層細(xì)胞和滋養(yǎng)層細(xì)胞譜系分化和發(fā)育的動態(tài)以及分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。首次闡明胚胎著床后,細(xì)胞滋養(yǎng)層、絨毛外細(xì)胞滋養(yǎng)層和合胞體滋養(yǎng)細(xì)胞的分化以及引起分化的信號和轉(zhuǎn)錄因子。研究還發(fā)現(xiàn),不同的多能因子協(xié)調(diào)作用決定了上胚層細(xì)胞的發(fā)育和轉(zhuǎn)化。通過人和猴子胚胎的轉(zhuǎn)錄組分析,發(fā)現(xiàn)猴子和人上胚層細(xì)胞在代謝上具有明顯差異,而在維持干細(xì)胞多能性以及發(fā)育的關(guān)鍵分子和信號通路上具有保守性。
昆明理工大學(xué)科研團(tuán)隊的研究首次系統(tǒng)研究了原腸前人胚胎和多能干細(xì)胞的發(fā)育過程,繪制了原腸前人胚胎的分子和形態(tài)發(fā)育全景圖,填補了相關(guān)領(lǐng)域的空白。(春城晚報 記者楊質(zhì)高 實習(xí)生鄭佳怡)
