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云报客户端 昆明理工大学研究成果登上《细胞》 助力人类胚胎发育畸形及孕早期流产病因探究

发布日期:2023-05-12 点击量:

5月11日,省部共建非人灵长类生物医学国家重点实验室、昆明理工大学灵长类转化医学研究院谭韬、陈永昌、季维智团队,中国人民解放军总医院刘兵团队及美国德克萨斯州西南医学中心吴军团队合作,在国际顶级期刊《细胞》发表题为“食蟹猴胚胎体外胚胎发育:从囊胚到早期器官形成”的研究论文。该研究开发了一种能够支持食蟹猴胚胎体外发育至早期器官发生的3D培养体系,并系统研究了非人灵长类从原肠胚形成到早期器官发生过程的重要细胞组成及谱系分化轨迹,研究结果将有助于了解人类胚胎发育畸形及孕早期流产的病因。

近年来,我国育龄夫妇的流产及出生缺陷发生率已分别接近10%及5.6%,严重影响出生人口质量,生殖健康形势严峻,降低流产及出生缺陷发生率已成为我国人口健康大战略重要目标之一。解析早期胚胎发育事件及其调控机制有助于深入理解早期胚胎和器官发育与疾病发生的关系,为孕早期流产和出生缺陷防治以及发育源性疾病的诊治提供理论基础和新的途径,这也是当前生殖医学领域亟待解决的难点与热点问题之一。但人们对这一时期人胚胎发育知之甚少,处于“黑匣子”状态,对早期胚胎发育调控机制的深入理解,亟待创新性研究体系的建立与理论和技术突破。

对此,研究人员开发了一种3D培养系统,优化了前期食蟹猴胚胎培养系统,借助细胞外基质构建了3D培养环境;借助葡萄糖的加入,促进了胚胎体外发育,实现了食蟹猴胚胎体外25天长时程培养,且培养胚胎的形态、发育进程等与体内胚胎高度一致。

结合单细胞转录组和免疫荧光染色验证,研究人员发现3D培养系统培养的胚胎除了早期神经分化,还出现了造血谱系特化,其高度模拟了体内卵黄囊的两个波次造血发生,尤其是捕获并识别了猴第一波次造血的关键前体细胞。这是迄今为止国际学术界首次精确识别和系统解析发生在非人灵长类胚胎中的体内卵黄囊的两个波次造血。此外,与以往的人多能干细胞体外分化体系相比,体外培养的猴胚胎能够产生更接近人体内第二波次造血的生血内皮细胞,这些结果表明该体系有望成为更合适的灵长类早期造血的研究模型。同时,研究人员进一步聚焦猴第一波次造血特化的过程,系统揭示了猴和小鼠在该过程中的物种保守和差异的分子事件。

研究团队在体外培养猴胚胎中发现了早期肠的形成,其与体内猴胚胎及人胚胎肠亚群高度一致。进一步的研究揭示了分别与前肠和后肠形成相关的信号通路,并提出内脏内胚层细胞参与了前、后肠发育过程。研究成果还揭示了原始生殖细胞样细胞向卵黄囊迁移的现象,以及代谢模式的转变。

  • 云报客户端记者:陈怡希

  • 责编:徐嵩钦

  • 审核:蔡飞

  • 原文链接:http://ynrb-h5.yndaily.com/#/detail/normal/5277786696762368

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