发育中最神秘但又最关键的阶段:人类胚胎中的关键分子事件得到确认

2021年06月17日 17:05 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

科学家们已经确定了人类胚胎发育第7天和第14天之间的关键分子事件--这是我们发育过程中最神秘而又关键的阶段之一。孕期的第二周代表了胚胎发育的一个关键阶段,或称胚胎发生。这一时期的发育失败是导致早期妊娠失败的主要原因之一。对它有更多的了解将有助于科学家们了解它是如何出错的,并采取步骤能够解决问题。

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植入前时期,即发育中的胚胎植入母亲的子宫之前,已经在实验室里对人类胚胎进行了广泛的研究。在第七天,胚胎必须植入子宫才能生存和发展。人们对人类胚胎植入后的发展知之甚少,因为它变得无法被研究。

2016年,Magdalena Zernicka-Goetz教授和她的团队开发了一种技术,可实现在植入后的母体外培养人类胚胎。这使得人类胚胎首次可以被研究到发育的第14天。

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马格达莱纳-泽尼卡-戈埃茨

在一项新的研究中,该团队与惠康桑格研究所的同事合作,揭示了在胚胎发育的这一早期阶段在分子水平上发生了什么。他们的研究结果提供了第一个证据,表明胚胎外的一组细胞,即下胚层细胞向胚胎发送了一个信息,启动了头到尾体轴的发展。

当体轴开始形成时,胚胎的对称结构开始改变。一端开始致力于发展成头端,另一端则是 "尾端"。

今天发表在《自然通讯》杂志上的新结果显示,参与体轴形成的分子信号显示出与动物中的分子信号相似,尽管在细胞的定位和组织方面存在重大差异。

剑桥大学生理学、发育和神经科学系的Magdalena Zernicka-Goetz教授是该报告的资深作者,她说:"我们已经揭示了发育中的胚胎刚刚植入子宫后的基因表达模式,这反映了胚胎在这些早期阶段发育时不同类型的细胞之间正在进行的多种对话。我们一直在寻找能让头部在胚胎中开始发育的基因对话,并发现它是由下胚层细胞,也就是胚胎外的一个细胞盘中的细胞发起的。它们向相邻的胚胎细胞发送信息,这些细胞的反应是'好的,现在我们将把自己放在一边,发育成头端'。"

该研究通过对单个细胞制造的数千个信使RNA分子中的代码进行测序,确定了发育中的胚胎中的基因对话。他们捕捉到了植入子宫后发育中的胚胎不断变化的分子特征,揭示了随着不同细胞的命运被确定,多能性(胚胎细胞产生未来生物体任何细胞类型的能力)逐渐丧失。

"我们的目标一直是使人们能够在了解非常早期的人类胚胎发育,以了解我们的生命是如何开始的。"Zernicka-Goetz说:"通过将我们的新技术与先进的测序方法相结合,我们已经深入研究了在人类发展的这一令人难以置信的阶段发生的关键变化,在这个阶段,许多怀孕的尝试都不幸失败了。"

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