Nature：分子三维图谱开启了研究人类生殖的新方法

在一项新的研究中，来自英国剑桥大学等研究机构的研究人员确定了控制灵长类动物胚胎中身体模式（body pattern）出现的生化信号。这将指导了解人类的出生缺陷和妊娠丢失的研究工作。他们还为实验室中的胎儿组织生成提供了重要参考---这类组织供不应求，但在药物筛选和基于干细胞的治疗研究中，需要它们来再生诸如帕金森症之列的疾病中的身体组织。相关研究结果于2022年6月16日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Spatial profiling of early primate gastrulation in utero”。

胚胎从一团细胞发育成高度组织化的结构。然而，直到现在，协调这一转变的信号仍然隐藏在子宫内无法观察到。

这些作者以三维方式测量基因活性，产生了以前从未见过的妊娠第二周的分子图谱。论文通讯作者、剑桥大学生理学、发育与神经科学系的Thorsten Boroviak博士说，“这项新的研究将为未来探究早期胚胎发育和疾病的胚胎起源提供一个明确的实验室参考。”

妊娠第二周是胚胎发育中最神秘，但也是最关键的阶段之一。这一时期的发育失败是导致早期妊娠失败和出生缺陷的主要原因之一。

在以前的研究工作中，Boroviak已发现狨猴的第一周发育与人类的发育非常相似。但是用现有的方法，他无法探索胚胎植入子宫后第二周的发育情况。

一种新的激光辅助技术使得Boroviak及其团队能够追踪到驱动体轴建立的最早信号---当胚胎的对称结构开始变化时。体轴的一端致力于发育成头部，而另一端则成为“尾巴”。他们发现，不对称信号来自于胚胎本身和在胚胎发育过程中支持胚胎的瞬时结构---羊膜、卵黄囊和胎盘前体。

Boroviak说，“我们的虚拟重建以令人难以置信的细节显示了植入后几天的发育中的胚胎及其支持组织，其细节令人难以置信。”

这一蓝图开启了研究人类生殖和发育的新途径。在未来，Boroviak团队计划使用他们的新技术，利用工程胚胎模型研究妊娠并发症和出生缺陷的起源。对人类发育的更多了解将帮助科学家们了解它如何出错，并采取步骤能够修复缺陷。

植入前时期，即发育中的胚胎植入母体子宫之前，已经在实验室里对人类胚胎进行了广泛的研究。在第七天，胚胎植入子宫内，存活下来和发育。以前人们对人类胚胎植入后的发育知之甚少，因为人们无法对此进行研究。

Boroviak团队在他们的研究中使用了植入狨猴子宫的胚胎，因为它们在这个早期发育阶段与人类胚胎非常相似。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

1. Sophie Bergmann et al. Spatial profiling of early primate gastrulation in utero. Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-04953-1.

2. Molecular 3D-maps unlock new ways of studying human reproduction
https://www.cam.ac.uk/research/news/molecular-3d-maps-unlock-new-ways-of-studying-human-reproduction