研究為胚胎的早期發(fā)育提供了新的視角

通過對來自早期小鼠胚胎的單個細(xì)胞進(jìn)行基因分析，瑞典卡羅林斯卡醫(yī)學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)了以前未知的從受精卵到生命的胎兒發(fā)育的細(xì)胞階段。該研究發(fā)表在Cell Reports上。

在世界各地，研究人員正試圖找到描述受精卵如何發(fā)育成健康生物的所有部分，以便從全能干細(xì)胞中獲得對分化過程的詳細(xì)了解。這些知識對于了解先天性疾病和胎兒畸形背后的機(jī)制以及最終如何使用干細(xì)胞治療疾病至關(guān)重要。

“能夠跟蹤每個細(xì)胞的分化過程是發(fā)育生物學(xué)的圣杯。” 卡羅林斯卡醫(yī)學(xué)院生理學(xué)和藥理學(xué)系研究員，瑞典卡羅林斯卡大學(xué)醫(yī)院的Qiaolin Deng說。

鄧博士領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究，揭示了胚胎與子宮的附著和第一個解剖軸的形成之間關(guān)鍵階段的新細(xì)節(jié)，此時胚胎細(xì)胞開始了創(chuàng)造身體的過程，正面和背面。

“這是整個解剖學(xué)平面創(chuàng)建的關(guān)鍵時期，”她說。“如果不順利，可能導(dǎo)致胎兒畸形或死亡。”

然而，參與該過程的細(xì)胞的發(fā)育狀態(tài)并不總是相同的。為了繪制單個細(xì)胞中發(fā)生的情況，研究人員在發(fā)育的四個早期階段(5.25至6.5天)對來自28個小鼠胚胎的總共1,724個細(xì)胞進(jìn)行了單細(xì)胞RNA測序。每個細(xì)胞中平均表達(dá)8,577個基因。

利用生物信息學(xué)分析，然后將細(xì)胞分為不同的細(xì)胞類型，基于這些基因是活躍的還是非活性的，使研究人員能夠看到基因開啟的順序。結(jié)果是控制細(xì)胞分化的事件的分子路線圖。

“這項(xiàng)研究揭示了早期胚胎獲得第一個空間定位之前發(fā)生的事情的未知細(xì)節(jié)，并表明沿著未來頭尾軸的細(xì)胞具有不同的分化潛能，”鄧醫(yī)生說。

在解剖學(xué)軸開始形成的同時，在雌性胚胎中進(jìn)行另一個過程，其包含兩個X染色體，一個來自每個生物親本。先前對小鼠的研究表明，父系X染色體首先在胚胎中完全關(guān)閉，因此雌性胚胎的遺傳活性不會超過雄性。父系X染色體拷貝在形成胎盤和蛋黃袋的細(xì)胞中保持關(guān)閉，但在胚胎細(xì)胞中重新激活。然后發(fā)生母體或父本X染色體的隨機(jī)失活。因此，雌性胚胎包含細(xì)胞的“鑲嵌”，其中母本或父本X染色體是活躍的。

新的研究表明，父親X拷貝的第一次失活不會發(fā)生在先前認(rèn)為的程度。

“分子方面有趣的是，重新激活的父本X染色體從未被完全關(guān)閉。隨機(jī)滅活也在胚胎細(xì)胞中以不同的速率發(fā)生。”

該研究的結(jié)果為動物胚胎的早期發(fā)育提供了新的視角，包括人類。

鄧博士說：“了解早期胚胎發(fā)育的事件和因素對于了解流產(chǎn)和先天性疾病是不可或缺的。” “每100名嬰兒中就有3名出生時因細(xì)胞分化不良而導(dǎo)致胎兒畸形。”

鄭重聲明：本文版權(quán)歸原作者所有，轉(zhuǎn)載文章僅為傳播更多信息之目的，如有侵權(quán)行為，請第一時間聯(lián)系我們修改或刪除，多謝。

推薦內(nèi)容