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非人灵长类动物胚胎原肠运动首次在体外重现

发布日期:2019-11-06   作者:科技局    来源:摘自科技日报    阅读: 次   字体:[ 大 ] [ 小 ]

记者4日从中国科学院昆明动物研究所获悉,中国科学院多个团队合作,首次在体外重现了非人灵长类动物胚胎原肠运动的发生。国际权威期刊《科学》近日以“研究文章”形式,在线发表了这一成果,为研究灵长类动物早期胚胎发育过程建立了重要的研究基础。

昆明动物研究所马怀孝博士介绍,原肠运动作为胚胎发育最重要事件之一,是一个古老而神秘的研究领域。早期胚胎发育关乎生命本源,一直是生物学研究的热点和难点。哺乳动物胚胎在输卵管中经一系列卵裂和分化形成囊胚。随后,囊胚迁移至子宫进行着床。着床前后,胚胎中部分细胞开始移动、重排和分化,启动原肠运动,形成内、中、外三个胚层,为胚胎体轴建立和器官发育奠定基础。早期胚胎发育和原肠运动发生异常往往导致妊娠失败和出生后器官缺陷等重大疾病。受限于伦理和研究技术等,灵长类动物胚胎原肠运动的研究非常有限,着床后胚胎发育对母体的依赖程度仍不清楚。近年来,模式动物的应用对于人类认识这一过程发挥了不可替代的重要作用。

中国科学院动物研究所、中国科学院昆明动物研究所、中国科学院干细胞与再生医学创新研究院和中国科学院动物进化与遗传前沿交叉卓越创新中心合作,借助团队深耕多年建立的非人灵长类动物胚胎体外培养系统,将食蟹猴囊胚体外培养至原肠运动出现,并进一步发育至受精后20天。合作团队从形态学、标记分子染色和单细胞转录组等多个角度提供了充分的证据,证明体外发育的食蟹猴胚胎高度重现体内胚胎发育包括原肠运动在内的多个重要事件;第一次提供了灵长类动物早期胚胎发育过程中羊膜细胞的基因表达特征,并重新定义了多种灵长类动物早期胚胎细胞类型。

研究还以与人遗传与进化较为接近的食蟹猴作为模式动物,避免了人类胚胎培养14天的伦理限制,首次证明灵长类动物胚胎可以在没有母体支撑的情况下体外发育至原肠运动,并重现了灵长类动物早期胚胎发育的几个关键事件。研究中,他们对探索灵长类动物早期胚胎发育和原肠运动开辟了崭新研究平台,为人类早期胚胎发育异常等重大疾病的临床药物研发和再生医学的发展提供了潜在的新工具,为人类深入认识胚胎发育机制和体外孕育生命(非人)探索提供了重要数据,受到国际广泛关注。

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