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本報北京5月14日電（記者齊芳）人類的多種遺傳疾病和先天缺陷在胚胎發(fā)育早期已被決定。但由于科研倫理和技術(shù)手段的限制，科學家們很難直接獲取人類早期胚胎進行研究，人類胚胎體外研究也不能超過14天倫理界限。那該怎么辦呢？為此，科學家們想到了一種替代的研究模型：非人靈長類動物胚胎。由我國科學家領銜的中美研究團隊，首次建立了一個可支持食蟹猴胚胎體外長時程發(fā)育至受精后25天的3D長時程體系，并基于該體系探究了靈長類胚胎早期神經(jīng)發(fā)育過程中的核心事件和譜系特征。成果日前在線發(fā)表于國際學術(shù)期刊《細胞》。
要建立一個能夠支持非人靈長類動物胚胎體外發(fā)育的培養(yǎng)體系，并不是件容易的事。中國科學院動物研究所/北京干細胞與再生醫(yī)學研究院研究員王紅梅是這項研究的最后通訊作者。她介紹，團隊在2019年已實現(xiàn)將非人靈長類胚胎體外培養(yǎng)至受精后第20天，并研究了靈長類胚胎早期原腸運動特性。在最近的這項研究中，“我們充分比較了不同培養(yǎng)體系，并對其中一種體系進行優(yōu)化，構(gòu)建了可延長食蟹猴胚胎體外發(fā)育到第25天的體系，將其命名為‘3D長時程培養(yǎng)體系’”。
王紅梅說：“基于這一體系，我們現(xiàn)在終于可以深入探索從第20天到第25天胚胎發(fā)育究竟經(jīng)歷了哪些‘故事’。”
在這一體系中，研究人員探究了靈長類早期神經(jīng)胚發(fā)育過程。“我們知道，人類胚胎在第14天開始原腸運動——這是早期胚胎發(fā)育過程中的里程碑事件，在此過程中，胚胎細胞發(fā)生大規(guī)模分化、遷移和重排，并形成外、中、內(nèi)三胚層和體軸。在三胚層發(fā)育的基礎上，胚胎進一步開始早期多器官發(fā)育”。
基于25天的培養(yǎng)，科研人員揭示了靈長類胚胎中晚期原腸運動至早期神經(jīng)胚發(fā)育階段胚胎的形態(tài)、細胞組分、轉(zhuǎn)錄組、DNA甲基化和染色質(zhì)可及性等特征，為進一步揭示人類胚胎的奧秘打下基礎。
國際同行評論認為，這項研究在已有體內(nèi)研究的基礎上進一步填補了靈長類胚胎中晚期原腸運動至早期器官發(fā)育階段的領域空白，為靈長類胚胎體外培養(yǎng)和基于干細胞構(gòu)建的“類胚胎”的體外培養(yǎng)提供了參考體系，為深入了解人類早期胚胎發(fā)育機制，以及早期胚胎發(fā)育異常相關疾病的病理研究提供了技術(shù)平臺。
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