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我科学家或将改写细胞“家谱”

来源: 2019-10-10
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  近日,中国科学院分子细胞科学卓越创新中心景乃禾研究组与多位科学家合作,成功绘制小鼠早期胚胎发育过程中高精度细胞“繁衍”三维立体时空图,为细胞家族“寻根”。该成果或将改写细胞“家谱”,为干细胞产生来源提供新思路,推动干细胞治疗和相关药物筛选工作的开展。该研究成果已发表于国际权威学术期刊《自然》。

  生命在早期胚胎发育阶段,外、中、内三胚层的形成过程直接影响胎儿能否顺利从母体诞生。而人类对于细胞如何“繁衍”、如何“分化”并不清楚,构成生命之树的每个细胞胚胎时期的成长脉络有待揭示。探寻细胞“家族”的“族谱”,追溯它们在胚胎发育早期的“祖先”,解析他们的“血统”,对于人们了解生命起源,追踪疾病至关重要。

  景乃禾团队建立了全新技术方法。他们选取小鼠早期胚胎中不同空间位置和不同发育时间的细胞开展转录组学分析,成功绘制一张同时包含时间、空间信息的高精度细胞“成长轨迹”三维立体图。科学家可通过这张“百科全书式”的“成长轨迹”图追溯不同胚层细胞的“祖先”。

  在“追根溯源”后,他们发现原本被认为全部由上胚层发育而来的内胚层细胞,一部分极有可能“越过”上胚层直接来自于原始内胚层,而一些特定原本被认为沿不同分化路径而来的中胚层和外胚层细胞,则可能有着共同“前身”细胞,这颠覆了“传统细胞家谱”的认知,或将改写细胞“族谱”的发现,有助于人们完善肝脏、胰腺、脊髓等器官中细胞的分化体系,为未来分化得到这些器官中的干细胞提供了新的可能途径。这些新发现的细胞分化路径可能比基于“传统细胞家谱”的路径更加高效快捷。

  该成果是对经典发育生物学层级谱系理论的重大修正和补充,将极大推动早期胚胎发育和干细胞再生医学相关领域的发展。(本报记者 沈则瑾)

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