一项发表于《细胞》杂志的研究揭示,胚胎中的细胞在怀孕仅两天后便开始决定其未来命运。此时,胚胎仅由4个看似完全相同的细胞构成。这一发现有望提高试管婴儿的成功率,并增进对人类干细胞利用机制的理解。
卵子受精后,胚胎开始向子宫移动,并在此过程中分裂:从2个细胞到4个,再到8个。当胚胎植入子宫内膜时,它已发育成由数百个细胞组成的囊胚,其中一部分细胞将形成胎盘,另一部分则发育为胎儿。此前已知,在受精后8至16天,细胞开始分化出不同功能,但细胞首次决定其命运的时间点一直不明确。
借助高分辨率单细胞测序技术,研究人员能够在受精后对单个细胞进行基因表达分析。结果显示,在4细胞阶段,胚胎细胞已开始表现出差异。每个细胞都获得了独特的基因信号,指示其更可能成为胎盘或胎儿。研究共同领导者、剑桥大学的Magdalena Zernicka-Goetz表示:“细胞首次出现差异的时间比我们此前认为的要早得多,这为细胞命运的最初决定机制提供了新见解。”另一位共同领导者、欧洲生物信息研究所的John Marioni补充道:“胚胎在极早期阶段便开始推动自身向特定细胞谱系发展。”
这项研究还可能对不孕症治疗产生重要影响。Zernicka-Goetz指出:“它或许能帮助我们识别哪些胚胎具有最高的发育潜能。”