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灵长类早期胚胎发育多能性变化模式揭示

来源:科技日报    发布日期:2018-09-05

记者4日从中科院昆明动物研究所获悉,国际权威期刊《基因组研究》最新在线发表了该所郑萍课题组与中科院上海生科院计算生物所韩敬东课题组合作的研究成果,揭示了灵长类早期胚胎发育多能性的变化模式。

    发育多能性是指一种细胞分化为其他细胞类型的潜能。在早期胚胎发育过程中,胚胎细胞的多能性随着发育的推进而逐渐下降,多能性状态随着发育程度变化而有所不同。在灵长类中,早期胚胎多能性状态的变化模式尚不清楚,但从人和非人灵长类着床前胚胎中建立的胚胎干细胞系,都表现出始发多能态特征,提示灵长类早期胚胎的多能性变化模式可能不同于啮齿类。

    合作团队通过单细胞转录组方法,分析了猕猴着床前胚胎发育过程中,早期细胞命运分化调控,还重点研究了早中晚期囊胚及孵化囊胚四个发育阶段上胚层细胞多能性的动态变化,发现猕猴早期胚胎细胞命运决定模式和调控与人类胚胎极其相似,并首次揭示了灵长类着床前胚胎中存在发育多能性由原始态向始发态的转变过程。

    为了研究灵长类早期胚胎多能性的动态变化,研究团队收集了猕猴囊胚发育的四个时期,对每个时期上胚层细胞进行单细胞转录组分析,通过在蛋白编码基因层面以及非编码因子层面的分析,构建多能性网络相关基因等计算方法,发现灵长类着床前胚胎细胞的发育多能性存在不同的状态。在早期和中期囊胚时期,上胚层细胞处于原始多能态,此后原始多能性特征丢失,并逐步获得始发多能态特征。因此,与啮齿类不同,灵长类原始多能态存在的时间窗口极其短暂。研究解释了灵长类原始多能态胚胎干细胞难以获得的原因,并为如何从囊胚中直接建立具原始多能态灵长类多能干细胞提供了适合的时间窗口。

作者:记者赵汉斌编辑:蔡思颖
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