Science：中美科学家联合研究揭开灵长类动物胚胎发育的“魔盒”

来源：生物谷

目前我们并不清楚灵长类动物早期胚胎发育过程中所发生的分子和细胞事件，如今，来自中国和美国的科学家们通过联合研究开发了一种新方法，能在实验室中研究灵长类动物胚胎的生长过程，同时也能帮助研究人员首次观察到胚胎关键发育过程中的分子细节，相关研究刊登于国际杂志Science上。

图片来源：Weizhi Ji/Kunming University of Science and Technology

这项研究是在非人类的灵长类动物细胞中进行的，其对于人类早期发育的研究也具有重要的意义；能提供早期胚胎发育的信息，并提供关键信息来改善人类再生医学的研究进度。研究者Juan Carlos Izpisua Belmonte说道，我们的研究为揭开胚胎早期发育的黑匣子提供了第一个视角，如今我们就能观察到每一个胚胎发育过程细胞的进展情况以及胚胎发育需要哪些因素。

来自中国昆明理工大学灵长类转化医学研究所的研究者Weizhi Ji表示，为了理解灵长类动物原肠胚形成过程背后的细胞和分子机制，我们三年前就开始进行了猴子的胚胎培养实验，基于前期研究基础，我们很快实现了目标，这就有望未来帮助我们揭示人类胚胎植入后发育的一些未知信息。文章中，研究者想深入研究原肠胚形成的具体过程，当发育中的胚胎转化成为原肠胚结构时这一过程就会发生，原肠胚会演化成为后期胚胎的组织和器官；其中一层会发育成为肺、胃肠道和肝脏；另一层会发育成为心脏、肌肉和生殖器官；第三层将会发育成为皮肤和神经系统；然而，目前研究人员并不清楚在灵长类动物机体中驱动这一过程的细胞和分子因素，这主要是由于研究人员对早期胚胎获取有限所导致的。

研究者表示，我们的目标就是培养出灵长类胚胎并对其发育过程进行研究，研究者希望每天能够监测胚胎，观察其形状、大小和迁移模式，以及灵长类动物胚胎在早期发育过程中如何产生不同类型的细胞。为了更好地理解关键的转化过程，研究人员对此前建立的一种胚胎培养步骤进行修饰来让早期的灵长类胚胎在实验室条件下发育20天，此前研究人员仅能在妊娠第二周之前维持灵长类胚胎的培养，如今利用新型步骤，研究人员发现，培养的胚胎中的细胞能够显示出通向原肠胚每一层的清晰的发育轨迹，同时研究结果还能揭示胚胎发育所需的一些分子细节；这些数据或能作为一种资源来帮助延长胚胎培养的时间超过20天，以便更好地研究干细胞的分化/特化过程。

最后研究者Izpisua Belmonte表示，本文研究阐明了对灵长类动物胚胎发育非常关键的调节网络和信号通路，相关研究结果或能帮助研究人员开发更好的策略来在实验室条件下分析灵长类动物在健康和疾病状况下的早期发育特性。

原始出处：Yuyu Niu, Nianqin Sun, Chang Li, et al. Dissecting primate early post-implantation development using long-term in vitro embryo culture, Science 31 Oct 2019:eaaw5754 DOI:10.1126/science.aaw5754