研究提供了对胚胎发育黑匣子的初步了解

对于灵长类动物早期胚胎发育期间发生的分子和细胞事件知之甚少。现在，一支在中国和美国享有国际声誉的科学家团队创造了一种方法，可使灵长类动物的胚胎在实验室中的生长时间比以往任何时候都长，这使研究人员能够首次获得关键发育过程的分子细节。这项研究虽然在非人类的灵长类动物细胞中进行，但对人类的早期发育可能具有直接的意义。

该发现于2019年10月31日发表在《科学》杂志上，为早期胚胎发育提供了宝贵的见识，并可能有助于为人类再生医学的发展提供信息。

我们的研究提供了对这个早期开发黑匣子的初步了解。现在，我们可以观察到细胞如何在每个胚胎阶段发展，需要发展哪些因素，这将有助于为产生各种细胞和组织创造更好的选择。”为了了解灵长类动物胃肠形成的细胞和分子机制，我们三年前在中国开始了猴胚胎培养实验。由于该团队在非人类灵长类动物的系统研究和建立良好的生殖研究系统(例如动物生殖系统)方面具有长期专业知识通过体外受精平台，我们成功实现了目标。这可以帮助阐明人类植入后发育以前未知的方面。”昆明科技大学灵长类转化医学研究所的通讯作者，教授兼院长纪维志说。

科学家们想研究一个称为胃泌素的早期发育里程碑，这发生在发育中的胚胎转化为多层结构(称为胃胚)时，所有未来的组织和器官都将从中产生。一层将成为肺部，胃肠道和肝脏。另一个将成为心脏，肌肉和生殖器官;三分之一将成为皮肤和神经系统。但是，科学家们并不知道灵长类动物这一过程的分子和细胞驱动因素，这在很大程度上是由于早期胚胎的获取受到限制。

“我们的目标是从早期开始培养灵长类胚胎，以研究发育过程，”该论文的合著者，德克萨斯大学西南医学中心助理教授胡准说。“我们想每天监测胚胎，以观察它们的形状，大小和迁移模式，以及它们在灵长类动物早期发育过程中如何产生不同类型的细胞。”

为了更好地研究这种关键的转化过程，科学家们修改了先前建立的胚胎培养方案，使早期灵长类胚胎在实验室条件下发育长达二十天。以前，研究人员只能在妊娠第二周之前维持培养的灵长类动物胚胎。使用新的实验方案，研究小组发现培养的胚胎内的细胞向胃胚的每一层都展现出清晰的发育轨迹，结果揭示了这种生长所需的一些分子细节。数据也可以用作帮助将培养的胚胎持续时间延长到20天以更好地研究干细胞分化(专业化)的资源。

Izpisua Belmonte说：“这些结果阐明了对灵长类动物发育至关重要的某些调节网络和信号通路。”“该系统为制定更好的策略以在实验室中研究灵长类动物在健康和疾病中的早期发育提供了基础和资源。”

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