多篇文章聚焦科学家们在胚胎发育研究领域取得的新成果!

本文中，小编对近期科学家们在胚胎发育研究领域取得的新成果进行整理，分享给大家！

图片来源：University of Cambridge

【1】

doi：10.1038/s41586-019-1882-z

在一项新的研究中，来自日本京都大学和日本理化研究所的研究人员在小鼠细胞中利用一种新的活体成像（live-imaging）技术发现一个特定的时钟基因，即Hes7，会在一定的时间延迟内振荡，从而产生脊椎动物中的脊椎骨（vertebrae）、脊柱和枕骨。这一发现揭示了细胞内的通讯在正常发育中如何受到控制和定时，以及涉及哪些化合物，相关研究结果发表在Nature期刊上。

在胚胎发育过程中，将形成神经组织和结缔组织的细胞排列在一起并开始表达相关基因。这个过程有规律地发生，发育生物学家称之为分节时钟（segmentation clock）。由此形成的重复结构沿着身体轴线分布，并产生脊椎骨和肋骨。论文通讯作者、京都大学综合细胞材料科学研究所发育生物学家Ryoichiro Kageyama及其同事们想要了解细胞内的协调动力学。在此之前，人们仅在快照中研究了这一过程，但未使用活体成像。

【2】

doi：10.1126/science.aax7890等

原肠胚形成（gastrulation）是发育中的里程碑事件，它涉及早期胚胎发生中出现的一系列复杂的分子、物理和能量重塑转变。不同物种间的这种转变过程各不相同，导致地球上动物形态的多样性。由于技术和伦理上的限制，灵长类动物原肠胚形成的分子和细胞机制尚不清楚。缺乏处于原肠胚形成阶段的灵长类动物胚胎样品限制了科学家们对灵长类动物中这一关键事件的理解。近期，人类胚胎在体外培养了12到13天。许多政府和国际组织建议不要让人类胚胎在体外培养超过14天。因此，有理由期待对非人灵长类动物胚胎模型系统的分析将阐明原肠胚形成机制，并有望阐明人类发育以及早期发育过程中出现的过程异常如何导致发育缺陷和疾病。

猴子长期以来被认为是一种可靠的研究人类生理和病理事件的动物模型，这是因为它们在基因组和形态学特征上与人类高度相似。在两项新的研究中，我国研究人员开发出一种体外培养（in vitro culture， IVC）系统来研究食蟹猴胚胎植入后发育到原肠胚形成阶段和超过原肠胚形成阶段（受精后第9～20天）；相关研究结果发表在Science期刊上。文章中，研究人员开发出一种可在受精后长达20天的时间内支持食蟹猴胚胎在体外培养的系统。通过将组织学染色和免疫荧光染色与单细胞RNA测序（RNA-seq）分析相结合，他们发现这些体外培养的猴子胚胎的发育超过了早期的原肠胚形成阶段，并概述了灵长类动物体内胚胎植入后早期发育的关键事件。

【3】

doi：10.1126/science.aaw5754

目前我们并不清楚灵长类动物早期胚胎发育过程中所发生的分子和细胞事件，如今，来自中国和美国的科学家们通过联合研究开发了一种新方法，能在实验室中研究灵长类动物胚胎的生长过程，同时也能帮助研究人员首次观察到胚胎关键发育过程中的分子细节，相关研究刊登于国际杂志Science上。

这项研究是在非人类的灵长类动物细胞中进行的，其对于人类早期发育的研究也具有重要的意义；能提供早期胚胎发育的信息，并提供关键信息来改善人类的研究进度。研究者Juan Carlos Izpisua Belmonte说道，我们的研究为揭开胚胎早期发育的黑匣子提供了第一个视角，如今我们就能观察到每一个胚胎发育过程细胞的进展情况以及胚胎发育需要哪些因素。

【4】

doi：10.1038/s41586-019-1535-2

早期人类胚胎发育包括广泛的谱系多样化、细胞命运分化和组织模式。尽管早期人类胚胎发育具有基础性和临床重要性，但由于种间差异和对人类胚胎样本的可获得性有限，科学家们目前为止仍然不清楚对早期人类胚胎发育的原因。为了揭示其中的秘密，来自密西根大学的华人科学家Jianping Fu和加州大学的研究人员合作，报告了一种人类多能(hPSCs)体外微流控培养系统，相关研究成果发表在Nature杂志上。

这种系统以一种高度可控和可伸缩的方式，模拟了上胚层和羊膜外胚层部分的发育，包括外胚层的腔内形成和由此产生的前羊膜腔，双极胚胎囊的形成，以及原始生殖细胞和原始条纹细胞的分化。研究人员进一步证明羊膜外胚层样细胞作为一个信号中心，在人乳头状细胞中触发类似于胃泌素的事件。

【5】

doi：10.1016/j.cell.2019.08.001