發育中最神秘但又最關鍵的階段:人類胚胎中的關鍵分子事件得到確認

科學家們已經確定了人類胚胎發育第7天和第14天之間的關鍵分子事件–這是我們發育過程中最神秘而又關鍵的階段之一。孕期的第二周代表了胚胎發育的一個關鍵階段,或稱胚胎發生。這一時期的發育失敗是導致早期妊娠失敗的主要原因之一。對它有更多的了解將有助於科學家們了解它是如何出錯的,並採取步驟能夠解決問題。

發育中最神秘但又最關鍵的階段:人類胚胎中的關鍵分子事件得到確認

植入前時期,即發育中的胚胎植入母親的子宮之前,已經在實驗室里對人類胚胎進行了廣泛的研究。在第七天,胚胎必須植入子宮才能生存和發展。人們對人類胚胎植入後的發展知之甚少,因為它變得無法被研究。

2016年,Magdalena Zernicka-Goetz教授和她的團隊開發了一種技術,可實現在植入後的母體外培養人類胚胎。這使得人類胚胎首次可以被研究到發育的第14天。

發育中最神秘但又最關鍵的階段:人類胚胎中的關鍵分子事件得到確認

馬格達萊納-澤尼卡-戈埃茨

在一項新的研究中,該團隊與惠康桑格研究所的同事合作,揭示了在胚胎發育的這一早期階段在分子水平上發生了什麼。他們的研究結果提供了第一個證據,表明胚胎外的一組細胞,即下胚層細胞向胚胎發送了一個信息,啟動了頭到尾體軸的發展。

當體軸開始形成時,胚胎的對稱結構開始改變。一端開始致力於發展成頭端,另一端則是 “尾端”。

今天發表在《自然通訊》雜誌上的新結果顯示,參與體軸形成的分子信號顯示出與動物中的分子信號相似,盡管在細胞的定位和組織方面存在重大差異。

劍橋大學生理學、發育和神經科學系的Magdalena Zernicka-Goetz教授是該報告的資深作者,她說:”我們已經揭示了發育中的胚胎剛剛植入子宮後的基因表達模式,這反映了胚胎在這些早期階段發育時不同類型的細胞之間正在進行的多種對話。我們一直在尋找能讓頭部在胚胎中開始發育的基因對話,並發現它是由下胚層細胞,也就是胚胎外的一個細胞盤中的細胞發起的。它們向相鄰的胚胎細胞發送信息,這些細胞的反應是’好的,現在我們將把自己放在一邊,發育成頭端’。”

該研究通過對單個細胞製造的數千個信使RNA分子中的代碼進行測序,確定了發育中的胚胎中的基因對話。他們捕捉到了植入子宮後發育中的胚胎不斷變化的分子特徵,揭示了隨著不同細胞的命運被確定,多能性(胚胎細胞產生未來生物體任何細胞類型的能力)逐漸喪失。

“我們的目標一直是使人們能夠在了解非常早期的人類胚胎發育,以了解我們的生命是如何開始的。”Zernicka-Goetz說:”通過將我們的新技術與先進的測序方法相結合,我們已經深入研究了在人類發展的這一令人難以置信的階段發生的關鍵變化,在這個階段,許多懷孕的嘗試都不幸失敗了。”

來源:cnBeta