在輔助生殖中,差不多一半的受精卵還沒著床就停止發育了。2026年6月11日,國家生物科學研究所、清華大學蘇俊團隊在《細胞》雜志上發表了一項研究,題目是《Two distinct causes contribute to the low efficiency of human pre-implantation development》。他們花了五天時間連續觀察了大約150個人類和猴子的受精卵,弄清楚了胚胎到底是在哪個環節、因為什么原因停下來的。
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研究團隊用高分辨率的活細胞成像技術跟蹤了整個著床前的發育過程。他們發現第二次有絲分裂是整個階段里最容易出錯的環節。在2細胞期胚胎里,中心粒不知道怎么回事就過度復制了,這導致接近半數的卵裂球裝上了亂七八糟的多極紡錘體,而不是正常的雙極紡錘體。這些不正常的紡錘體會讓染色體排不好隊,分離的時候也老是掉隊。掉隊的染色體最后多數變成了微核。研究團隊一個個追蹤了那些帶著滯后染色體的卵裂球,發現超過四分之三的子細胞在接下來的三次分裂里要么干脆不分裂了,要么就直接死掉了。這也解釋了為什么那么多人類胚胎在8細胞期之前就停止發育。不過他們也找到了一個辦法——用PLK4抑制劑centrinone短暫處理一下,就能有效抑制中心粒的過度復制,減少多極紡錘體的出現。
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那些熬過早期阻滯的胚胎也不一定就能安全長大。研究團隊發現另一道坎兒出現在桑椹胚往囊胚轉變的時候。他們把8個停滯在桑椹胚階段的胚胎和13個成功長成囊胚的胚胎拿來做了單胚胎蛋白質組分析,結果很有意思:停下來的桑椹胚里其實沒有明顯的染色體錯誤,倒是出現了很嚴重的內質網應激反應。這個應激反應直接導致一批關鍵蛋白的表達量掉了下來,比如連接蛋白TJP2和OCLN、細胞極性蛋白PARD6B,還有YAP1。這些蛋白都是胚胎細胞要建立極性、形成細胞連接、啟動囊胚腔發育的時候必不可少的。為了驗證這一點,研究團隊在小鼠胚胎上做了實驗,用藥物誘導內質網應激,結果小鼠胚胎也卡在了同樣的桑椹胚階段。這說明內質網應激確實是導致人類胚胎晚期發育失敗的一個獨立機制。
北生所/清華大學生物醫學交叉研究院蘇俊研究員、中南大學/中信湘雅生殖與遺傳專科醫院林戈研究員、北京家圓醫院徐小明副研究員、中國科學院動物研究所王紅梅研究員和廣東智慧醫學國際研究院楊云研究員為論文共同通訊作者。
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