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胚胎能自我修正以预防先天畸形

据国外媒体报道,《美国国家科学院院刊》发表了伦敦国王大学齿科学院的一项研究,该研究阐述了当胚胎器官在子宫内生长异常时,骨形态发生蛋白(BMP)通路作为关键的发育通路负责确保器官的自我修复。

受精卵通过胚胎发育过程生长成为胚胎,最终发育为人类。这一转变中的许多过程都非常复杂,也存在发生差错的可能。胚胎发育过程的差错会导致先天畸形,先天畸形占人类出生总人数的3%-5%,但相对于胚胎发育过程的复杂性,这一低比例实际上非常令人惊奇。

为了探索如何避免潜在的缺陷,国王大学的研究团队观察了发育中老鼠胚胎的不同形状牙齿。他们使一种名为“Barx1”的遗传基因产生基因变异,该基因决定臼齿的发育。然而,该基因功能的缺失并未如预期导致臼齿变异,而是在胚胎发育过程中臼齿的发育完全停滞。

这种停滞是由于骨形态发生蛋白(BMP)通路的减少造成的,这些通路先前已被确认为胚胎发育的中枢。在停滞时期,BMP非常活跃,最终稳定上升到正常临界值以上的水平,随后臼齿发育加速,赶上胚胎其他部分的发育。

研究人员表示,器官发育自主停滞的行为是胚胎修正细胞传输信号错误的方法,错误的细胞信号可能导致畸形发育。

国王齿科学院颅面发育部门的保罗-夏普教授说:“发育停滞可能是一种普遍机制,帮助发育中的组织和器官自我修复在复杂交互作用中产生的任何细微错误,正是这种交互作用推动所有发育过程。”他说:“我们现在想探索和了解这一过程背后的分子机制,这将帮助我们了解该机制是否也存在于其他器官的发育过程。如果我们能够了解它是如何工作的,将对人类先天缺陷的形成有深入的了解。”

doi:10.1073/pnas.1112801108

(责任编辑:glia)