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我国科学家成功绘制高精度“细胞繁衍家谱图”

发布时间:2019-08-09来源:新华社作者:
  

新华社上海8月8日电(记者 王琳琳)生命由胚胎发育而来,那胚胎中的细胞又是从何发育而来?中科院分子细胞科学卓越创新中心景乃禾团队与多位中外科学家合作,成功绘制出小鼠胚胎发育过程中高精度“细胞繁衍家谱图”,为干细胞的产生来源提供了新的思路,并有望推动干细胞治疗和相关药物筛选工作。该成果8日发表于国际学术期刊《自然》。

经典生物学理论认为,胚胎发育早期,受精卵先发育成囊胚,再由囊胚发育成外、中、内三个胚层。外胚层最终发育成机体的神经、皮肤等组织,中胚层发育成心脏、血液、肌肉和骨骼等组织,内胚层则发育成肺、肝、胰腺和肠等内脏器官。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。然而,在这个过程中,各胚层细胞的成长轨迹是什么?从何时起,不同胚层之间开始出现差异?对于这些疑问,人们并不十分清楚。

为破解上述难题,景乃禾团队历时8年,借助自主研发的全新技术,选取了小鼠早期胚胎中不同空间位置和发育时间的细胞进行系统分析,最终成功绘制了一张同时包含时间、空间信息的高精度细胞成长轨迹三维立体图。有了这张图,科学家们就可以追溯不同胚层细胞的“祖先”到底是谁。

景乃禾介绍,这张“细胞繁衍家谱图”表明,内胚层细胞并不是完全由上胚层细胞发育而来的,而是有一部分直接由原始内胚层细胞发育而来。同时,部分中胚层和外胚层细胞其实有着共同的“祖先”。这些发现颠覆了此前人类对细胞繁衍进化的认知。

业内专家认为,该成果是对经典发育生物学细胞谱系理论的重要修正和补充。高精度“细胞繁衍家谱图”的绘制完善了人类对肝脏、胰腺、脊髓等器官中细胞繁衍进程的认知,为未来人类分化得到这些器官中的干细胞提供了新的可能途径。

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