解開人類發展的奧秘：確定發育中的人類胚胎的關鍵分子事件
受精9天后實驗室中的人類胚胎。下胚層（主胚胎外的一組細胞）向胚胎發送信息，啟動頭對尾體軸的發育。使用免疫熒光分析，下胚層顯示為綠色——這些細胞不對稱分布。在胚胎中心可見一個空腔，其標志是 podocalyxin (紅色) 的分泌和 F-肌動蛋白 (白色) 的積累。細胞核染成藍色。來源：劍橋大學
研究人員確定了人類胚胎“從頭到尾”軸發育的觸發因素
科學家們已經確定了發育中的人類胚胎在第 7 天到第 14 天之間發生的關鍵分子事件——這是我們發育中最神秘但最關鍵的階段之一。
妊娠的第二周代表胚胎發育或胚胎發生的關鍵階段。在此期間發育失敗是早期妊娠丟失的主要原因之一。更多地了解它將有助于科學家了解它是如何出錯的，并采取措施解決問題。
胚胎植入前的植入前階段，在發育中的胚胎植入母親的子宮之前，已經在實驗室的人類胚胎中進行了廣泛的研究。在第七天，胚胎必須植入子宮才能存活和發育。人類胚胎植入后的發育情況知之甚少，因為它無法進行研究。
Magdalena Zernicka-Goetz 教授和她的團隊的開創性工作開發了一種技術，該技術于 2016 年報道，可以在植入后在母親體外培養人類胚胎。這使得人類胚胎第一次能夠在發育的第 14 天進行研究。
Zernicka-Goetz 教授在實驗室中。來源：劍橋大學
我們可以通過金相顯微鏡軟件根據鐵碳合金相圖分析各類成分合金的組織形成過程，并通過對鐵碳合金平衡組織的觀察和分析，熟悉鋼和鑄鐵的金相組織和形態特征，以進一步建立成分與組織之間相互關系的概念。在金相顯微鏡下對各種試樣進行觀察和分析，并確定其所屬類型。
在一項新研究中，該團隊與威康桑格研究所的同事合作，揭示了胚胎發生早期在分子水平上發生了什么。他們的發現提供了第一個證據，即胚胎外的一組細胞（稱為下胚層）向胚胎發送信息，啟動頭對尾體軸的發育。
當體軸開始形成時，胚胎的對稱結構開始發生變化。一端致力于發展成為頭端，另一端成為“尾端”。
今天（2021 年 6 月 17 日）發表在《自然通訊》雜志上的新結果表明，盡管細胞的定位和組織存在顯著差異，但參與體軸形成的分子信號與動物體內的分子信號相似。
“我們已經揭示了發育中胚胎在植入子宮后的基因表達模式，這反映了隨著胚胎在這些早期階段的發育，不同細胞類型之間發生的多種對話，”Magdalena Zernicka-Goetz 教授說。劍橋大學生理學、發育和神經科學系，該報告的高級作者。
她補充說：“我們正在尋找允許頭部在胚胎中開始發育的基因對話，并發現它是由胚層中的細胞啟動的——胚胎外的細胞盤。他們將信息發送給相鄰的胚胎細胞，這些細胞會回應說'好的，現在我們將自己放在一邊發育成頭端。'”
該研究通過對由單個細胞產生的數千個信使RNA分子中的代碼進行測序，確定了發育中胚胎中的基因對話。他們在植入子宮后捕獲了發育中胚胎的進化分子譜，揭示了隨著不同細胞命運的確定，多能性（胚胎細胞產生未來生物體的任何細胞類型的能力）逐漸喪失。
“我們的目標一直是深入了解早期人類胚胎在培養皿中的發育，了解我們的生活是如何開始的。通過將我們的新技術與先進的測序方法相結合，我們更深入地研究了在人類發展這個令人難以置信的階段發生的關鍵變化，當時有如此多的懷孕不幸失敗，”Zernicka-Goetz 說。
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