【48812】人民日报客户端 完成食蟹猴胚胎体外25天培育昆明理工大学研讨成果登上Cell
发布时间:2024-06-19 23:23:05 来源:翅类
5月11日,昆明理工大学灵长类转化医学研讨院(省部共建非人灵长类生物医学国家要点实验室)谭韬、陈永昌、季维智团队,我国人民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协作,在世界尖端期刊Cell宣布题为Ex utero monkey embryogenesis from blastocyst to early organogenesis的研讨论文。该研讨开发了一种3D培育体系(EMEUC),完成了食蟹猴胚胎体外25天(25 d.p.f.)的长时程培育。使用该体系,研讨人员解析了原肠运动及造血等前期安排器官产生的谱系特化轨道和分子演进规则,研讨成果将有利于了解人类胚胎发育畸形及孕前期流产的病因。
据介绍,近年来我国育龄夫妇的流产及出世缺点产生率已别离挨近10%及5.6%,严重影响出世人口质量,生殖健康形势严峻,下降流产及出世缺点产生率已成为我国人口健康大战略重要方针之一。解析前期胚胎发育事情及其调控机制有助于咱们深化了解前期胚胎和器官发育与疾病产生的联系,为孕前期流产和出世缺点防治以及发育源性疾病的诊治供给理论基础和新的途径,这也是当时生殖医学范畴亟待解决的难点与热点问题之一。但人们对这一时期人体胚胎发育知之甚少,对前期胚胎发育调控机制的深化了解亟待立异性研讨体系的树立与理论和技能打破。
研讨人员开发了一种3D培育体系(EMEUC),优化了前期食蟹猴胚胎培育体系,凭借细胞外基质构建了3D培育环境;凭借葡萄糖的参加,促进了胚胎体外发育,完成了食蟹猴胚胎体外25天长时程培育,且培育胚胎的形状、发育进程等与体内胚胎高度一致,大约对应体内的卡内基阶段(carnegie stage, CS)8c。
结合单细胞转录组(scRNA-seq)和免疫荧光染色验证,研讨人员发现EMEUC培育的胚胎除了前期神经分解,还呈现了造血谱系特化,其高度模拟了体内卵黄囊的两个波次造血产生,尤其是捕获并辨认了猴第一波次造血的要害前体细胞(包含生血成血管细胞、第一波次造血祖细胞)。这是迄今为止世界学术界初次准确辨认和体系解析产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解体系比较,体外培育的猴胚胎可以产生更挨近人体内第二波次造血的生血内皮细胞,这些依据成果得出该体系有望成为更适宜的灵长类前期造血的研讨模型。
研讨团队还通过对人、猴、鼠跨物种的整合剖析,发现猴的第二波次造血与人更为挨近,标明人、猴在前期造血发育中具有较强的保存性,与啮齿类存在必定的差异。一起,研讨人员进一步聚集猴第一波次造血特化的进程,体系提醒了猴和小鼠在该进程中的物种保存和差异的分子事情。
除了外胚层和中胚层的谱系特化外,研讨团队观察到内胚层的特化,在体外培育猴胚胎中发现了前期肠(primitive gut)的构成, 其与体内猴胚胎及人胚胎肠亚群高度一致。通过进一步研讨,研讨人员发现BMP和EGF信号通路与前肠构成有关,而WNT和Hedgehog信号通路或许在后肠发育中发挥及其重要的效果,因而提出内脏内胚层细胞参加了前、后肠发育进程。研讨标明,体外培育猴胚胎能构成原始生殖细胞样细胞(PGCLC),PGCLC细胞是不是可以在体外产生搬迁并进一步老练,现在尚不了解。
研讨团队提醒,跟着培育的进行,PGCLC细胞开端向卵黄囊搬迁,随之代谢形式从糖酵解向氧化磷酸化改变。体系提醒了食蟹猴前期胚胎发育中的X染色体剂量补偿调控进程,值得指出的是雌性PGCLC中X染色体整体基因表达水平逐步上调,且存在X染色体再激活进程。参加X染色体失活的长链非编码RNA(lncRNA)XIST在雄性前期PGCLCs中很少或没有表达,晚期升高,而在雌性PGCLC中表达水平相对安稳。
该研讨得到了国家自然科学基金要点项目、科技部要点研制方案及云南省科技厅项目支撑。
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