研究确定了人类胚胎“头对尾”轴发育的触发因素

科学家们在第 7 天和第 14 天之间确定了发育中的人类胚胎中的关键分子事件——这是我们发育中最神秘但最关键的阶段之一。

妊娠的第二周代表胚胎发育或胚胎发生的关键阶段。在此期间发育失败是早期流产的主要原因之一。了解更多信息将有助于科学家了解它是如何出错的,并采取措施解决问题。

在发育中的胚胎植入母亲子宫之前的植入前阶段,已经在实验室中对人类胚胎进行了广泛的研究。在第七天,胚胎必须植入子宫才能存活和发育。人类胚胎植入后的发育知之甚少,因为它变得无法进行研究。

Magdalena Zernicka-Goetz 教授和她的团队的开创性工作开发了一项技术,该技术于 2016 年报道,可在植入后在母亲体外培养人类胚胎。这使得人类胚胎首次能够研究到发育的第 14 天。

在一项新研究中,该团队与 Wellcome Sanger 研究所的同事合作,揭示了在胚胎发生的早期阶段在分子水平上发生了什么。他们的发现提供了第一个证据,即胚胎外的一组细胞(称为下胚层)向胚胎发送信息,启动头尾体轴的发育。

当体轴开始形成时,胚胎的对称结构开始发生变化。一端致力于发展成为头端,而另一端则成为“尾巴”。

今天发表在《自然通讯》杂志上的新结果表明,尽管细胞的定位和组织存在显着差异,但参与体轴形成的分子信号显示出与动物体内的信号相似。

Magdalena Zernicka-Goetz 教授说:“我们在胚胎植入子宫后不久就揭示了发育胚胎中的基因表达模式,这反映了胚胎在这些早期阶段发育时不同细胞类型之间发生的多种对话。”剑桥大学生理学、发育和神经科学系、该报告的资深作者。

她补充说:“我们正在寻找允许头部在胚胎中开始发育的基因对话,并发现它是由下胚层中的细胞启动的 - 胚胎外的细胞盘。他们将信息发送给相邻的胚胎细胞的反应是:‘好吧,现在我们将自己放在一边,发育成前端。’”

该研究通过对单个细胞产生的数千个信使 RNA 分子中的代码进行测序,确定了发育中胚胎中的基因对话。他们捕获了植入子宫后发育中胚胎的进化分子谱,揭示了随着不同细胞的命运被确定,多能性(胚胎细胞产生未来生物体的任何细胞类型的能力)的逐渐丧失。

“我们的目标一直是深入了解培养皿中非常早期的人类胚胎发育,了解我们的生命是如何开始的。通过将我们的新技术与先进的测序方法相结合,我们深入研究了在这个令人难以置信的阶段发生的关键变化人类发展,当如此多的怀孕不幸失败时,”Zernicka-Goetz 说。

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