科學(xué)家**揭示胚胎細(xì)胞早期發(fā)育階段的奧秘

近日，來(lái)自瑞典卡羅琳學(xué)院的研究人員通過(guò)對(duì)早期小鼠胚胎中的單一細(xì)胞進(jìn)行基因分析，發(fā)現(xiàn)了胎兒從受精卵發(fā)育到生命階段的關(guān)鍵階段，而這一階段是科學(xué)家們此前并不清楚的，相關(guān)研究結(jié)果刊登于國(guó)際雜志Cell Reports上。在世界各地，科學(xué)家們都在試圖破解謎團(tuán)描述受精卵到底是如何發(fā)育成為健康生物的，以便能夠深入理解機(jī)體全能干細(xì)胞的詳細(xì)分化過(guò)程，當(dāng)然了，這對(duì)于理解一些先天性疾病和胎兒畸形的發(fā)病機(jī)制，以及利用干細(xì)胞來(lái)治療相應(yīng)疾病的新型療法都至關(guān)重要。

研究者Qiaolin Deng說(shuō)道，能夠追蹤每個(gè)細(xì)胞的分化過(guò)程是發(fā)育生物學(xué)研究的“圣杯”，這項(xiàng)研究中我們鑒別出了胚胎附著在子宮到形成**個(gè)解剖軸這一過(guò)程的新細(xì)節(jié)，在這期間胚胎細(xì)胞就開(kāi)始分化為前后兩側(cè)的身體了；這是整個(gè)身體解剖平面形成的關(guān)鍵時(shí)期，如果進(jìn)展不順利的話(huà)可能會(huì)引發(fā)胎兒畸形或死亡。

然而，參與該過(guò)程的細(xì)胞發(fā)育階段并不總是相同的，為了能夠描繪單一細(xì)胞發(fā)生的事件，研究人員利用單細(xì)胞RNA測(cè)序技術(shù)對(duì)處于四個(gè)不同發(fā)育階段（5.25-6.5天大）的28個(gè)小鼠胚胎中共1724個(gè)細(xì)胞進(jìn)行分析，每個(gè)細(xì)胞中平均有8577個(gè)基因進(jìn)行表達(dá)。利用生物信息學(xué)分析，研究人員隨后根據(jù)細(xì)胞中基因是否表達(dá)將細(xì)胞分為不同類(lèi)型，這樣研究這就能夠觀察細(xì)胞中基因開(kāi)啟表達(dá)的順序，最終就會(huì)形成一張控制細(xì)胞分化事件的分子路線圖。本文研究揭示了此前研究人員并不清楚的早期胚胎獲得首個(gè)空間方位前所發(fā)生的一些細(xì)節(jié)信息，同時(shí)研究結(jié)果表明，沿著未來(lái)頭-尾軸的細(xì)胞或許具有一定的分化潛能。

當(dāng)解剖軸開(kāi)始形成時(shí)，雌性胚胎中的另一個(gè)過(guò)程也開(kāi)始發(fā)生了，其能夠控制兩個(gè)X染色體（分別來(lái)自?xún)蓚€(gè)親本）；此前對(duì)小鼠的研究結(jié)果表明，來(lái)自父親的染色體首先會(huì)在胚胎中被完全關(guān)閉，這樣雌性胚胎的遺傳活性并不會(huì)是雄性的兩倍；父親的X染色體拷貝在形成胎盤(pán)和卵黃囊的細(xì)胞中仍然處于關(guān)閉狀態(tài)，但卻會(huì)在胚胎細(xì)胞中被重新激活，隨后母源性和父源性的X染色體就會(huì)發(fā)生隨機(jī)失活，因此雌性胚胎中就會(huì)包括一個(gè)細(xì)胞“嵌合體”（mosaic），其中母源性或父源性的X染色體就會(huì)處于活化狀態(tài)。

本文研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)，父源性X染色體拷貝的**失活或許并不像研究人員之前認(rèn)為的那樣；被重新激活的父源性X染色體從來(lái)都沒(méi)有關(guān)閉過(guò)，而這種隨機(jī)失活在胚胎細(xì)胞中會(huì)以不同的速率發(fā)生。本文研究結(jié)果對(duì)于理解動(dòng)物、乃至人類(lèi)胚胎早期發(fā)育的關(guān)鍵環(huán)節(jié)至關(guān)重要。最后研究者Deng說(shuō)道，了解控制早期胚胎發(fā)育的事件和因素對(duì)于理解女性流產(chǎn)和胎兒先天性疾病的發(fā)生機(jī)制至關(guān)重要；目前大約每100個(gè)新生兒中就有3個(gè)新生兒會(huì)因發(fā)育期間錯(cuò)誤的細(xì)胞分化而引發(fā)胎兒畸形。