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打开胚胎发育的黑匣子

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-11-01 09:34  浏览次数:0
摘 要:在灵长类动物胚胎发育早期发生的分子和细胞事件鲜为人知。现在,一个由中美两国科学家组成的国际知名团队发明了一种方法,使灵长
 在灵长类动物胚胎发育早期发生的分子和细胞事件鲜为人知。现在,一个由中美两国科学家组成的国际知名团队发明了一种方法,使灵长类胚胎在实验室中的生长时间比以往任何时候都长,从而使研究人员首次获得关键发育过程的分子细节这项研究虽然是在非人灵长类细胞中进行的,但对人类早期的发展有直接的意义。
 
这一发现于2019年10月31日发表在《科学》杂志上,为早期胚胎发育提供了有价值的见解,并可能有助于为推进人类再生医学的方法提供信息。
 
“我们的研究首次揭示了这种早期发育的黑匣子,”联合通讯作者、索尔克基因表达实验室教授胡安·卡洛斯·伊兹皮苏亚·贝尔蒙特(Juan Carlos Izpisua Belmonte)说我们现在可以观察细胞在每个胚胎阶段的进展情况,以及它们需要发展哪些因素,这将有助于为各种细胞和组织的产生创造更好的选择。”
 
“为了了解灵长类原肠胚形成的细胞和分子机制,我们三年前开始在中国进行猴胚胎培养实验由于该团队长期以来在非人灵长类系统研究方面的专业知识和成熟的生殖研究系统,如体外受精平台,我们成功地实现了我们的目标这有助于揭示人类植入后发育的未知方面。”合著者、中国昆明科技大学灵长类转化医学研究所教授兼院长纪伟志说。
 
科学家们想研究一个早期的发展里程碑,称为原肠胚形成,当一个发育中的胚胎转变成多层结构,称为原肠胚,所有未来的组织和器官都将从中获得一层变成肺、胃肠道和肝脏;另一层变成心脏、肌肉和生殖器官;第三层变成皮肤和神经系统。然而,科学家还不知道灵长类动物这一过程的分子和细胞驱动因素,这主要是由于早期胚胎的获取受到限制。
 
“我们的目标是从早期培养一个灵长类胚胎,以便研究其发育过程,”该论文的合著者、德克萨斯大学西南医学中心的助理教授吴俊说。我们想每天监测胚胎,观察它们的形状、大小和迁移模式,以及它们在灵长类动物早期发育过程中如何产生不同类型的细胞。”
 
为了更好地研究这一关键转变,科学家们修改了先前建立的胚胎培养方案,允许早期灵长类胚胎在实验室条件下发育长达20天;先前的研究人员只能在怀孕第二周前维持培养的灵长类胚胎。使用新的方案,研究小组发现,培养胚胎中的细胞向原肠胚的每一层都显示出清晰的发育轨迹,结果揭示了这种生长所需的一些分子细节。这些数据也可以作为一种资源来帮助延长培养胚胎持续时间20天,以便更好地研究干细胞分化(专门化)。
 
“这些结果揭示了一些对灵长类动物发育至关重要的调控网络和信号通路,”Izpisua Belmonte说。该系统为开发更好的检测早期灵长类动物健康和疾病的策略提供了基础和资源。
 
 
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