新研究揭示胚胎早期细胞互作关系

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12月4日，Cell在线发表研究，科学家在同种培养条件下建立了小鼠和食蟹猴来源的早期胚胎三种干细胞系，这有助于探索早期发育时期细胞互作关系，助力疾病机制解析。

哺乳动物的生命由单细胞受精卵发育而来。受精卵卵裂形成桑葚胚，桑葚胚细胞极化，进一步发育形成具有不同谱系细胞类型的囊胚。囊胚中包含胚内组织和胚外组织，二者间的相互作用及精确调控在维持干细胞自我更新、胚胎发育过程中起着重要作用。

“由于囊胚特别是灵长类囊胚难以获取，研究手段有限，人们对囊胚时期各谱系干细胞自我更新及其互作机制知之甚少，建立囊胚时期三谱系干细胞系，建立细胞胚胎发育体外模型是研究这一难题的有效手段之一。”论文第一兼通讯作者、中国农业大学生物学院教授魏育蕾介绍。

研究团队采用激活三个信号通路FGF（成纤维生长因子）、TGF-β（转化生长因子β）和WNT信号通路的方法从小鼠与食蟹猴囊胚中建立胚胎和胚外干细胞系。基于这一培养体系，他们分别将小鼠和食蟹猴肧内和胚外干细胞进行共培养，发现肧内干细胞（胎儿）的增殖速度显著降低。这表明，胚外干细胞对肧内细胞的生长增殖有抑制作用。进一步，研究团队发现，羊膜祖细胞通过细胞外基质（如层粘连蛋白和胶原蛋白等）调控胚胎细胞的增殖。

该研究还通过一种培养条件获得小鼠、食蟹猴、人三个物种细胞系，物种间分析发现，羊膜起始细胞中的关键调控基因对其多能性维持起重要作用。

“研究阐明了囊胚时期胚胎组织和胚外组织之间的相互作用及其调控机制，为胚胎和胚胎外组织间互作机制解析提供了新的范式。”魏育蕾说。

该研究由美国得克萨斯州西南医学中心吴军团队、省部共建非人灵长类生物医学国家重点实验室/昆明理工大学灵长类转化医学研究院谭韬/季维智团队，中国农业大学畜禽生物育种全国重点实验室魏育蕾团队，中国科学院动物研究所于乐谦团队合作完成。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.11.008

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