本報(bào)訊 (記者 郜陽(yáng))生命個(gè)體由受精卵經(jīng)胚胎發(fā)育而來(lái),胚胎中的細(xì)胞“世代繁衍”,最終“生成”完整的個(gè)體。探尋細(xì)胞“家族”的“族譜”,追溯它們?cè)谂咛グl(fā)育早期的“祖先”,解析其“血統(tǒng)”,對(duì)于人們了解生命起源、“追蹤”疾病至關(guān)重要。記者從今天上午召開(kāi)的新聞發(fā)布會(huì)上獲悉,中國(guó)科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心(生化與細(xì)胞所)景乃禾研究組與多位科學(xué)家合作,成功繪制小鼠早期胚胎發(fā)育過(guò)程中高精度的細(xì)胞“繁衍”三維立體時(shí)空?qǐng)D,為細(xì)胞家族“尋根”。這一成果或改寫(xiě)細(xì)胞“家譜”,為干細(xì)胞的產(chǎn)生來(lái)源提供新的思路,推動(dòng)干細(xì)胞治療和相關(guān)藥物篩選工作的發(fā)展。
在早期胚胎發(fā)育階段,受精卵先發(fā)育成囊胚,再由囊胚形成外、中、內(nèi)三個(gè)胚層。外胚層最終發(fā)育成機(jī)體的神經(jīng)、皮膚等組織,中胚層發(fā)育成心臟、血液、肌肉和骨骼等組織,內(nèi)胚層則發(fā)育成肺、肝、胰腺和腸等內(nèi)臟器官。外、中、內(nèi)三胚層的形成過(guò)程直接影響胎兒能否順利從母體誕生。而這其中,細(xì)胞如何“繁衍”,如何“分化”,又如何決定自己的命運(yùn)走向并不清楚,構(gòu)成生命之樹(shù)的每一個(gè)細(xì)胞從胚胎時(shí)期開(kāi)始的成長(zhǎng)脈絡(luò)仍有待揭示。
景乃禾研究團(tuán)隊(duì)建立一種全新技術(shù)方法,他們分別選取小鼠早期胚胎中不同空間位置和不同發(fā)育時(shí)間的細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析,成功繪制了一張同時(shí)包含時(shí)間、空間信息的高精度細(xì)胞“成長(zhǎng)軌跡”三維立體圖。科學(xué)家們可以通過(guò)這張“百科全書(shū)式”的“成長(zhǎng)軌跡”圖追溯不同胚層細(xì)胞的“祖先”。
在一系列“追根溯源”后他們發(fā)現(xiàn),原本被認(rèn)為全部由上胚層發(fā)育而來(lái)的內(nèi)胚層細(xì)胞,有一部分極有可能“越過(guò)”上胚層直接來(lái)自于原始內(nèi)胚層,而一些特定的原本被認(rèn)為沿不同分化路徑而來(lái)的中胚層和外胚層細(xì)胞,則可能有著共同的“前身”細(xì)胞,這些發(fā)現(xiàn)顛覆了人們對(duì)傳統(tǒng)“細(xì)胞家譜”的認(rèn)知。
近年來(lái)在生物醫(yī)藥領(lǐng)域大放異彩的干細(xì)胞研究中,科學(xué)家們多“遵循”細(xì)胞的“成長(zhǎng)”路徑從多能干細(xì)胞中分化得到該細(xì)胞的“前身”細(xì)胞,用于再生醫(yī)學(xué)與疾病相關(guān)的研究。而景乃禾研究團(tuán)隊(duì)這一或?qū)⒏膶?xiě)細(xì)胞“族譜”的發(fā)現(xiàn),有助于人們完善肝臟、胰腺、脊髓等器官中細(xì)胞的分化體系,為未來(lái)人們分化得到這些器官中干細(xì)胞提供了新的可能途徑,這些新發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞分化路徑甚至可能比基于“傳統(tǒng)細(xì)胞家譜”的路徑更加高效快捷。
原載于《新民晚報(bào)》 2019年8月8日 第9版
作者:郜陽(yáng)