灵长类早期胚胎发育多能性变化模式揭示

记者4日从中国科学院昆明动物研究所获悉，国际权威期刊《基因组研究》近日在网上公布了该研究所郑平课题组和中国科学院上海科学院计算生物学研究所韩京东课题组的研究成果，揭示了灵长类早期胚胎发育多能性的变化规律。

发育多能性是指细胞分化成其他细胞类型的潜力。在早期胚胎发育过程中，胚胎细胞的多能性随着发育进程而逐渐降低，多能性状态随发育程度而变化。在灵长类动物中，早期胚胎多能性状态的变化模式尚不清楚，但从人类和非人类灵长类动物的植入前胚胎中建立的胚胎干细胞系均显示出起源多能性状态的特征，这表明早期灵长类动物胚胎的多能性变化模式可能不同于啮齿类动物。

该合作小组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的调控，并重点研究了早期、中期和晚期胚泡以及孵化胚泡四个发育阶段中上胚层细胞多能性的动态变化。发现猕猴早期胚胎细胞的命运决定方式和调控与人类胚胎非常相似，首次揭示了灵长类动物着床前胚胎发育多能性从原始状态向初始状态的转化过程。

为了研究灵长类早期胚胎多能性的动态变化，研究小组收集了恒河猴胚泡发育的四个阶段，并对每个阶段的上胚层细胞进行单细胞转录组分析。通过对蛋白质编码基因水平和非编码因子水平的分析，以及多能性网络相关基因的构建等计算方法，发现灵长类植入前胚胎细胞的发育多能性具有不同的状态。在早期和中期胚泡阶段，上胚层细胞处于原始的多能状态，之后原始的多能特征消失，原始的多能特征逐渐获得。因此，与啮齿动物不同，灵长类原始多潜能状态存在的时间窗非常短。该研究解释了灵长类原始多能胚胎干细胞难以获得的原因，并为如何从胚泡直接建立具有原始多能状态的灵长类多能干细胞提供了合适的时间窗。(记者赵汉斌)