新闻 | IMBA研究:胚胎早期发育分子信号源自胚胎自身



新闻 | IMBA研究:胚胎早期发育分子信号源自胚胎自身


奥地利分子生物技术研究所(IMBA)的研究团队通过使用“类胚体”模型,揭示了胚胎在最早发育阶段如何通过分子信号影响胎盘发育及子宫的准备过程。这项成果为我们理解人类生育问题提供了重要的科学依据,相关研究已在《Cell Stem Cell》期刊上发表。


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研究背景:


通常情况下,人们认为早期胚胎非常脆弱,需要外部支持。然而,IMBA研究团队通过创新的类胚体模型发现,胚胎在最初的发育阶段具有强大的自我引导能力。研究表明,胚胎能够发出分子信号,指引未来胎盘的形成,并使子宫为胚胎的“巢穴”做好准备。这项发现打破了以往对早期胚胎仅需外部支持的传统观念。


类胚体是胚胎在受精后的最初几天内形成的胚泡模型,是由胚胎干细胞培养而成的体外模型。类胚体首次由IMBA研究团队在2018年使用小鼠干细胞研发,并在2021年成功从人类干细胞中构建。这一创新模型为胚胎研究提供了一种伦理替代方案,并推动了多项重大发现。


突破性发现:


在这项研究中,研究人员使用小鼠类胚体,揭示了胚胎的最早部分(约10个细胞)能够指导未来胎盘部分(约100个细胞)的形成,并促使子宫组织发生改变。IMBA实验室负责人尼古拉斯·里弗龙(Nicolas Rivron)表示:“通过这些信号,胚胎为自己的未来进行投资:它促进了支持其发育的组织的形成,胚胎在控制着整个过程,指引着支持环境的创建。”


研究团队发现,胚胎发育中的上胚层细胞(epiblast)会分泌一些分子,这些分子能够促使后续形成胎盘的滋养层细胞(trophoblasts)自我更新和增殖,这一过程是胎盘发育的基础。同时,这些分子还促使滋养层细胞分泌其他两种分子——WNT6和WNT7B,这些分子将告诉子宫在胚胎周围形成保护层。


里弗龙解释道:“其他研究者早前发现WNT分子参与了子宫反应,但我们首次证明,WNT6和WNT7B正是胚泡中的滋养层细胞所分泌的,负责通知子宫做出反应。这一发现的意义重大,因为我们已经确认,这两种分子同样也出现在人类胚泡的滋养层细胞中。”


研究意义与前景:


为了验证这一发现,研究团队在小鼠体内进行类胚体植入实验,并发现类胚体的植入效率远超预期。联合第一作者、里弗龙实验室的博士后金宇成表示:“我们非常惊讶地发现,类胚体在子宫中的植入效率非常高,并且通过改变滋养层细胞的性质,例如WNT6/7B分泌水平,我们能够显著改变子宫保护层的大小。”


由于植入是人类妊娠过程中的瓶颈阶段——约50%的妊娠在此时失败——而WNT6和WNT7B分子也存在于人类胚泡中,研究人员认为这一发现可能有助于解释为何有时妊娠会出现问题。里弗龙补充道:“我们正在使用人类类胚体和子宫细胞重复这一实验,所有实验均在培养皿中进行,以估计这些发育基本原理在物种间的保守性。最终,这些发现有望为改善试管婴儿程序、研发生育药物和避孕药物提供支持。”


跨学科合作与社会影响:


此次研究的另一位联合第一作者维多利亚·霍尔兹曼(Viktoria Holzmann)指出:“理解这些胚胎发育的基本原理将有助于女性更好地掌握自己的生育能力,这不仅能改善家庭计划,还将促进社会中的性别平等。”


故事来源:

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