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      我国学者与海外合作者在灵长类胚胎原肠运动至早期器官发育细胞图谱绘制方面取得进展

      日期 2022-12-23   来源:医学科学部   作者:洪微 江小华  【 】   【打印】   【关闭

      图 CS 8-11阶段食蟹猴胚胎与主要细胞类群

        在国家自然科学基金项目(批准号:82192870、32100654)等资助下,中国科学院动物研究所王红梅研究员和郭帆研究员联合美国德克萨斯大学西南医学中心吴军教授等在灵长类胚胎原肠运动至早期器官发育细胞图谱绘制方面取得进展,研究成果以“单细胞分辨率下的灵长类原肠运动和早期器官发育(Primate gastrulation and early organogenesis at single-cell resolution)”为题,在《自然》(Nature)杂志上发表。文章链接:https://www.nature.com/articles/s41586-022-05526-y。

        了解人类早期胚胎发育过程及其机制,对于胚胎原肠运动和胚层分化异常相关出生缺陷(如先天性心脏病和神经管畸形等)和发育源性疾病的诊断和治疗至关重要。然而,由于临床诊疗规范限制,处于卡内基分期(Carnegie stage,CS)8-11阶段的正常人类胚胎极难获得,在此阶段发生的中晚期原肠运动和早期器官发育事件相关研究仍为空白。非人灵长类(如食蟹猴)在进化、生理特征及胚胎发育方面与人类高度类似,可作为研究人类早期胚胎发育的替代模型,人类早期胚胎发育上难以回答的一些问题可借助非人灵长类胚胎实现。

        研究团队通过对收集的CS 8-11阶段食蟹猴胚胎进行单细胞转录组测序分析,明确定义了食蟹猴该时期的主要细胞类群,绘制了目前国际上第一张灵长类CS 8-11阶段胚胎的高通量单细胞转录组图谱;进一步通过RNA轨迹分析描绘了原条细胞的三向分化潜能,揭示了原肠运动和三胚层分化(神经管、体节、肠管等的发育)过程中重要细胞类群的特征及其谱系发生和调控机制;随后通过比较相同发育阶段的小鼠和食蟹猴胚胎的转录组,发现Hippo信号通路在灵长类与啮齿类神经中胚层祖细胞和前体节中胚层细胞的活化程度不同,揭示了两物种胚胎中对应细胞类型的分化调控差异(图)。

        该研究不仅填补了灵长类胚胎原肠运动至早期器官发育阶段的领域知识空白,而且为人类胚胎模型的研究提供了必要的在体数据参考,为深入了解人类早期胚胎发育过程的调控机理以及发育异常相关疾病的病理机制奠定坚实基础。




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