猴子一生中“最重要时刻”体外重现非人灵长类动物胚胎原肠运动

2019-11-06 20:06:38 来源:科技日报 作者:陆成宽 责任编辑:田苑 字号:T|T
摘要】英国著名发育生物学家路易斯·沃伯特曾说:“人一生最重要的时刻不是出生、结婚和死亡,而是原肠运动。”

  胚胎发育的“高光时刻” 可避免人类胚胎培养14天伦理限制

  原肠运动是包括人类在内的灵长类动物发育过程中的里程碑事件。“早期胚胎发育和原肠运动发生异常往往导致妊娠失败和出生后器官缺陷等重大疾病。”论文通讯作者、中国科学院动物所研究员王红梅说。

  然而,由于伦理限制,体外人类胚胎培养不能超过受精后14天,但灵长类动物原肠运动多发生在受精14天以后,所以生物学家一直对人类原肠运动“这一高光时刻”一无所知。

  揭开原肠运动的神秘面纱,模式动物的应用对于人类认识原肠运动将发挥不可替代的重要作用。由于同人类遗传与进化较为接近,食蟹猴被研究人员选为模式动物,避免了人类胚胎培养14天的伦理限制。

  在项目开展中,研究人员研究建立了一个新的体外培养体系,能够支持食蟹猴的胚胎在受精后体外发育长达20天,首次证明灵长类动物胚胎可以在没有母体支撑的情况下体外发育至原肠运动,并重现了灵长类动物早期胚胎发育的几个关键事件。

  研究人员从形态学、标记分子染色和单细胞转录组等多个角度提供了充分的证据,证明体外发育的食蟹猴胚胎高度重现体内胚胎发育过程,包括形成清晰的羊膜腔以及卵黄囊结构,之后发生原肠运动,形成原条结构,同时伴随前后轴结构的差异分化。在体外培养胚胎发育的第12—16天还能观察到原始生殖细胞,这些特征是之前人类胚胎体外培养所未观察到的。结合单细胞转录组测序分析,这项研究第一次提供了灵长类动物早期胚胎发育过程中羊膜细胞的基因表达特征,并重新定义了灵长类动物早期胚胎多种细胞类型。

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