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    3. 【中國科學(xué)報等】中外科學(xué)家建立食蟹猴胚胎3D長(cháng)時(shí)程體外培養模型 揭示靈長(cháng)類(lèi)早期神經(jīng)胚發(fā)育特征

        中國科學(xué)院動(dòng)物研究所/北京干細胞與再生醫學(xué)研究院研究人員和美國賓夕法尼亞大學(xué)的研究人員,建立了一個(gè)可支持食蟹猴胚胎體外發(fā)育至受精后25天的3D長(cháng)時(shí)程培養體系(pIVC),并基于該體系探究了靈長(cháng)類(lèi)胚胎中晚期原腸運動(dòng)和早期神經(jīng)發(fā)育過(guò)程中的核心事件和譜系特征。相關(guān)研究5月11日以封面文章形式在線(xiàn)發(fā)表于《細胞》。

        出生缺陷是嬰兒死亡的首位原因,與早期胚胎發(fā)育異常密切相關(guān)。胚胎體外培養技術(shù)是可視化研究胚胎發(fā)育過(guò)程的有力工具??茖W(xué)家一直致力于搭建非人靈長(cháng)類(lèi)胚胎體外培養體系。1995年,澳大利亞科學(xué)家將絨猴的囊胚體外培養至胚胎期11天;2019年,王紅梅團隊及國內外同行將食蟹猴胚胎體外培養至胚胎期20天。但要探究靈長(cháng)類(lèi)胚胎中晚期原腸運動(dòng)和早期神經(jīng)胚發(fā)育,還需要進(jìn)一步延長(cháng)食蟹猴胚胎的體外發(fā)育歷程。

        在該研究中,研究人員首先比較了2D與3D培養體系,發(fā)現2D和3D培養體系都能支持胚胎發(fā)育到第20天。在2D體系下,胚胎由于胚外組織發(fā)育旺盛而迅速增大,但內部的胚體發(fā)育并不好;而在3D體系下,胚胎的胚外組織生長(cháng)受限,但胚體結構顯著(zhù)發(fā)育。為了保證胚體發(fā)育,研究人員繼續優(yōu)化3D體系,并建立了pIVC,該體系能支持33.7%的食蟹猴胚胎發(fā)育到胚胎期25天。

        進(jìn)一步研究表明,與相同發(fā)育階段的體內正常胚胎相比,pIVC胚胎的分子表達特征與正常胚胎相似,表明pIVC胚胎可重現原腸運動(dòng)中晚期階段中胚層和內胚層的發(fā)育。

        最后研究者對9個(gè)pIVC胚胎單細胞的轉錄組、DNA甲基化和染色質(zhì)可及性進(jìn)行測序和分析。結果表明,與該團隊2022年在《自然》報道的相同發(fā)育階段的食蟹猴胚胎單細胞轉錄組數據庫相比,pIVC胚胎可重現體內正常胚胎的轉錄組特征,并且各種細胞類(lèi)型的基因均發(fā)生了甲基化,胚胎組織的DNA甲基化水平高于胚外組織,與已報道的小鼠和人類(lèi)胚胎特征相似。

        該研究進(jìn)一步填補了靈長(cháng)類(lèi)胚胎中晚期原腸運動(dòng)至早期器官發(fā)育階段的領(lǐng)域空白,為靈長(cháng)類(lèi)胚胎體外培養和基于干細胞構建的“類(lèi)胚胎”體外培養提供了參考體系,為深入了解人類(lèi)早期胚胎發(fā)育機制、開(kāi)展早期胚胎發(fā)育異常相關(guān)疾病的病理研究提供了技術(shù)平臺。

        相關(guān)論文信息:

        https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.04.019

      (來(lái)源:中國科學(xué)報 2023-05-16 第1版 要聞 、光明日報 2023年05月15日 08版、中國青年報客戶(hù)端 2023-05-13、中國新聞網(wǎng) 2023年05月11日、科技日報、央視新聞頻道、北京網(wǎng)絡(luò )廣播電視臺、中國日報、新華社、健康報、經(jīng)濟日報)

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