科學(xué)家揭示靈長(zhǎng)類早期神經(jīng)胚發(fā)育特征

　　人類的多種遺傳疾病和先天缺陷在胚胎發(fā)育早期已被決定。但由于科研倫理和技術(shù)手段的限制，科學(xué)家們很難直接獲取人類早期胚胎進(jìn)行研究，人類胚胎體外研究也不能超過(guò)14天倫理界限。那該怎么辦呢?為此，科學(xué)家們想到了一種替代的研究模型：非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物胚胎。由我國(guó)科學(xué)家領(lǐng)銜的中美研究團(tuán)隊(duì)，首次建立了一個(gè)可支持食蟹猴胚胎體外長(zhǎng)時(shí)程發(fā)育至受精后25天的3D長(zhǎng)時(shí)程體系，并基于該體系探究了靈長(zhǎng)類胚胎早期神經(jīng)發(fā)育過(guò)程中的核心事件和譜系特征。成果日前在線發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》。

　　要建立一個(gè)能夠支持非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物胚胎體外發(fā)育的培養(yǎng)體系，并不是件容易的事。中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所/北京干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)研究院研究員王紅梅是這項(xiàng)研究的最后通訊作者。她介紹，團(tuán)隊(duì)在2019年已實(shí)現(xiàn)將非人靈長(zhǎng)類胚胎體外培養(yǎng)至受精后第20天，并研究了靈長(zhǎng)類胚胎早期原腸運(yùn)動(dòng)特性。在最近的這項(xiàng)研究中，“我們充分比較了不同培養(yǎng)體系，并對(duì)其中一種體系進(jìn)行優(yōu)化，構(gòu)建了可延長(zhǎng)食蟹猴胚胎體外發(fā)育到第25天的體系，將其命名為‘3D長(zhǎng)時(shí)程培養(yǎng)體系’”。

　　王紅梅說(shuō)：“基于這一體系，我們現(xiàn)在終于可以深入探索從第20天到第25天胚胎發(fā)育究竟經(jīng)歷了哪些‘故事’。”

　　在這一體系中，研究人員探究了靈長(zhǎng)類早期神經(jīng)胚發(fā)育過(guò)程。“我們知道，人類胚胎在第14天開(kāi)始原腸運(yùn)動(dòng)——這是早期胚胎發(fā)育過(guò)程中的里程碑事件，在此過(guò)程中，胚胎細(xì)胞發(fā)生大規(guī)模分化、遷移和重排，并形成外、中、內(nèi)三胚層和體軸。在三胚層發(fā)育的基礎(chǔ)上，胚胎進(jìn)一步開(kāi)始早期多器官發(fā)育”。

　　基于25天的培養(yǎng)，科研人員揭示了靈長(zhǎng)類胚胎中晚期原腸運(yùn)動(dòng)至早期神經(jīng)胚發(fā)育階段胚胎的形態(tài)、細(xì)胞組分、轉(zhuǎn)錄組、DNA甲基化和染色質(zhì)可及性等特征，為進(jìn)一步揭示人類胚胎的奧秘打下基礎(chǔ)。

　　國(guó)際同行評(píng)論認(rèn)為，這項(xiàng)研究在已有體內(nèi)研究的基礎(chǔ)上進(jìn)一步填補(bǔ)了靈長(zhǎng)類胚胎中晚期原腸運(yùn)動(dòng)至早期器官發(fā)育階段的領(lǐng)域空白，為靈長(zhǎng)類胚胎體外培養(yǎng)和基于干細(xì)胞構(gòu)建的“類胚胎”的體外培養(yǎng)提供了參考體系，為深入了解人類早期胚胎發(fā)育機(jī)制，以及早期胚胎發(fā)育異常相關(guān)疾病的病理研究提供了技術(shù)平臺(tái)。

（責(zé)任編輯：華康）