2023年7月17日，昆明理工大學(xué)李天晴、艾宗勇和季維智帶領(lǐng)的團(tuán)隊在國際知名期刊Cell Research在線發(fā)表論文。該研究首次繪制了人圍著床胚胎的完整細(xì)胞圖譜，并定義了不同細(xì)胞譜系及其這些譜系間的互作關(guān)系。

在胚胎發(fā)育過程中，圍著床階段是決定胚胎能否正常發(fā)育的關(guān)鍵時期。著床失敗、妊娠丟失和胎兒出生缺陷，與圍著床胚胎的異常發(fā)育密切相關(guān)，但機(jī)制尚不清楚。一個重要的原因是我們?nèi)狈ο嚓P(guān)階段胚胎發(fā)育機(jī)制的了解。

圍著床期胚胎位于母體子宮，且尺寸較?。〝?shù)百微米），無法獲得相關(guān)的材料開展研究，因此處于“黑匣子”狀態(tài)。而且，涉及人胚胎研究還受到倫理、胚胎數(shù)量和技術(shù)限制等的制約，相關(guān)科研工作一直以來很難開展。

為此，研究人員利用人干細(xì)胞開發(fā)了一個新的人工合成胚胎，首次再現(xiàn)了人圍著床胚胎的發(fā)育特征、三維結(jié)構(gòu)（雙胚盤、羊膜腔和卵黃囊）和細(xì)胞譜系（胚外內(nèi)/中胚層、原始生殖細(xì)胞和原條）。

人工合成胚胎的明場、染色和模式圖

借助這一人工合成胚胎，研究首次系統(tǒng)揭示了人圍著床胚胎的發(fā)育動態(tài)、譜系特征、基因信號以及關(guān)鍵信號通路在不同譜系命運決定過程中的功能。該研究極大地促進(jìn)了人類對人圍著床胚胎發(fā)育的理解。

此外，人工合成胚胎也為進(jìn)一步探索人胚胎著床后的譜系特化、信號互作和組織模式提供了一個全新的模型，同時也為胚胎異常發(fā)育進(jìn)行藥物研發(fā)和毒理測試提供了一個全新的平臺。

同一時間，國際上其他四個團(tuán)隊也發(fā)表了人胚胎模型的工作。其中，三項工作（來自英國劍橋大學(xué)團(tuán)隊、美國耶魯大學(xué)團(tuán)隊和美國匹茲堡大學(xué)團(tuán)隊）獲得的胚胎模型缺乏典型的雙胚盤、羊膜腔和卵黃囊結(jié)構(gòu)；來自以色列魏茨曼科學(xué)研究所團(tuán)隊建立的胚胎模型具有典型的雙胚盤、羊膜腔和卵黃囊結(jié)構(gòu)，但效率僅為2.9%。而本研究的胚胎模型發(fā)育效率超過80%，為人早期胚胎發(fā)育、藥物研發(fā)和毒理測試提供了重要的研究和篩選平臺。

“這項研究為深入理解不育或胎兒出生缺陷，以及探尋相應(yīng)的診療策略奠定重要基礎(chǔ)，將造福人類生殖健康?！闭撐墓餐ㄓ嵶髡?，昆明理工大學(xué)教授李天晴對《中國科學(xué)報》說。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41422-023-00846-8

來源：《細(xì)胞研究》