分子3d地图开启了研究人类生殖的新途径

分子3d地图开启了研究人类生殖的新途径
胚胎盘,也就是生出胎儿的地方,和正在形成的羊膜囊是粉色的。作为胚胎和母亲之间中介的早期胎盘显示为黄色。子宫是青色的。图片来源:剑桥大学

科学家们已经确定了控制灵长类动物胚胎中身体模式出现的生化信号。这将指导了解人类出生缺陷和妊娠丢失的工作。

这项研究也为在实验室中生成胎儿组织提供了重要的参考——这种组织目前供应不足,但在药物筛选和基于干细胞的再生治疗研究中需要例如,治疗帕金森症等疾病。

胚胎从一团细胞发育成高度有组织的结构。然而,到目前为止,在子宫内指挥这一转变的信号仍未被观察到。

通过对基因活动的三维测量,研究人员已经生成了妊娠第二周的分子地图,这是以前从未见过的。他们的研究成果今天发表在杂志上自然

剑桥大学生理、发育和神经科学系的Thorsten Boroviak博士是这项研究的资深作者,他说:“这项工作将为未来研究早期胚胎发育和疾病的胚胎起源提供决定性的实验室参考。”

妊娠的第二周是胚胎发育过程中最神秘但最关键的阶段之一。这段时间发育的失败是早期的主要原因之一而且

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最新阶段植入并建立了体轴。黄色区域的SOX2基因活性预示着未来的头部区域。图片来源:剑桥大学

在之前的研究中,Boroviak指出绒猴发育的第一周与人类非常相似。但以现有的方法,他无法探索开发的第二周,之后进入子宫。

一种新的激光辅助技术使研究小组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改变时。一端变成了头部,另一端变成了“尾巴”。

研究小组发现,不对称信号来自于胚胎本身,以及在胚胎发育过程中支持胚胎的短暂结构——羊膜、卵黄囊和胎盘的前体。

Boroviak说:“我们的虚拟重建以令人难以置信的细节展示了植入后几天内发育中的胚胎及其支持组织。”

分子3d地图开启了研究人类生殖的新途径
图像显示了SOX2的基因活性,这是头部形成的最早指标之一。图片来源:剑桥大学

蓝图开启了新的学习方式和发展。未来,该团队计划利用他们的新技术,利用工程胚胎模型来调查妊娠并发症和出生缺陷的起源。了解更多关于将帮助科学家了解它是如何出错的,并采取措施解决问题。

胚胎植入前阶段,即发育中的胚胎植入母亲子宫之前,已经在实验室里对人类胚胎进行了广泛的研究。在第七天,胚胎植入子宫以存活和发育。在此之前,人们对人类胚胎植入后的发育知之甚少,因为胚胎无法进行研究。

Boroviak的团队在他们的研究中使用了狨猴(一种小型新世界猴)的植入胚胎,因为它们非常相似在这个发展的早期阶段。


进一步探索

研究确定了人类胚胎“头尾轴”发育的触发器

更多信息:早期灵长类动物在子宫内的胃形成的空间分析,自然(2022)。DOI: 10.1038 / s41586 - 022 - 04953 - 1
期刊信息: 自然

所提供的剑桥大学
引用分子3d地图解锁了研究人类生殖的新方法(2022年,6月16日),检索自2022年8月22日//www.puressens.com/news/2022-06-molecular-3d-maps-ways-human-reproduction.html
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