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科技日?qǐng)?bào)記者 陸成寬
靈長(zhǎng)類(lèi)早期神經(jīng)胚發(fā)育的神秘面紗被揭開(kāi)！利用食蟹猴胚胎體外培養(yǎng)模型，中外科研人員成功揭示靈長(zhǎng)類(lèi)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。相關(guān)研究成果5月11日以封面文章的形式在線發(fā)表于《細(xì)胞》雜志。
出生缺陷是嬰兒死亡的首要原因。有數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前已知的出生缺陷疾病超過(guò)8000種，其中神經(jīng)管畸形是常見(jiàn)的一類(lèi)出生缺陷。一般而言，出生缺陷的發(fā)生與早期胚胎發(fā)育異常直接相關(guān)。
因此，“研究早期胚胎發(fā)育過(guò)程、探究其發(fā)育機(jī)理，將有助于揭示胚胎發(fā)育異常的發(fā)生機(jī)制，提升相關(guān)疾病診療效率，是從根源上提高人民健康水平的重要前提。”論文通訊作者、中科院動(dòng)物所/北京干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)研究院研究員王紅梅強(qiáng)調(diào)。
然而，人類(lèi)早期胚胎極難獲取，科學(xué)家們無(wú)法直接在體探究人類(lèi)胚胎發(fā)育過(guò)程和機(jī)理。胚胎體外培養(yǎng)技術(shù)是可視化研究胚胎發(fā)育過(guò)程的有力工具。借助人類(lèi)胚胎體外培養(yǎng)技術(shù)，受精后第14天之前的發(fā)育事件已被初步揭示。但按照倫理要求，人類(lèi)胚胎體外研究必須在受精后第14天終止。因此，體外培養(yǎng)的人類(lèi)胚胎，不能被用于研究胚胎期第14天之后的原腸運(yùn)動(dòng)和早期神經(jīng)胚發(fā)育等事件。
“非人靈長(zhǎng)類(lèi)與人類(lèi)在進(jìn)化上和發(fā)育生物學(xué)特征上高度相似。因此，搭建非人靈長(zhǎng)類(lèi)胚胎體外培養(yǎng)體系，揭示非人靈長(zhǎng)類(lèi)胚胎發(fā)育特征，可以極大地提升我們對(duì)包括人類(lèi)在內(nèi)的靈長(zhǎng)類(lèi)早期胚胎發(fā)育及相關(guān)疾病的認(rèn)識(shí)?！蓖跫t梅說(shuō)。
2019年，王紅梅團(tuán)隊(duì)及國(guó)內(nèi)外同行將食蟹猴胚胎體外培養(yǎng)至受精后第20天，探究了靈長(zhǎng)類(lèi)早期原腸運(yùn)動(dòng)特征。在最新的研究中，他們進(jìn)一步優(yōu)化培養(yǎng)體系，將胚胎延長(zhǎng)培養(yǎng)到第25天，研究了靈長(zhǎng)類(lèi)胚胎中晚期原腸運(yùn)動(dòng)至早期神經(jīng)胚發(fā)育階段特征。
王紅梅表示，這項(xiàng)研究為靈長(zhǎng)類(lèi)胚胎體外培養(yǎng)和基于干細(xì)胞構(gòu)建的“類(lèi)胚胎”的體外培養(yǎng)提供了參考體系，為深入了解人類(lèi)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)。
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