撰文丨王聰
編輯丨王多魚
排版丨水成文
在哺乳動物中,雌雄配子受精產生合子(即受精卵)。在早期卵裂過程中,母源物質的逐步降解伴隨著合子基因組激活(ZGA),該過程在小鼠中發生于 2 細胞期,在人類中則發生在8 細胞卵裂球/桑葚胚階段,被認為是早期胚胎發生的起始標志。然而,由于早期細胞命運特化與受精相關過程(包括母源 RNA 清除和大規模染色質重組)同時進行,因此,在體內解析真正的胚胎發生啟動程序,仍然具有挑戰性。
2026 年 6 月 10 日,北京大學杜鵬教授、中國科學院動物研究所焦建偉研究員作為共同通訊作者(北京大學鄭薇、彭冰、陳子琳為論文共同第一作者),在國際頂尖學術期刊Cell上發表了題為:Continuous modeling of primate embryogenesis from totipotency to early organogenesis 的研究論文。
該研究由食蟹猴全能性卵裂球樣干細胞建立了靈長類胚胎樣系統。這一不依賴受精的系統重現了從全能性樣狀態,經8細胞/桑椹胚樣細胞(8CMLC)中間階段,到早期器官發生的過程,并形成神經管樣結構和心臟樣搏動活動。
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胚胎樣結構,也稱為胚狀體(embryoid),是研究早期胚胎發育的強大模型。然而,以往的模型僅涵蓋部分發育階段,限制了它們的應用。
在這項最新研究中,研究團隊成功從食蟹猴全能性卵裂球樣干細胞(cynomolgus Totipotent Blastomere-like Stem Cell,cTBLC)生成了靈長類器官發生胚狀體。
cTBLC 由多能干細胞重編程而來并能夠穩定維持,可表現出類似于受精卵/2-4 細胞期卵裂球的關鍵全能性分子和功能特征。cTBLC 可自發形成有序的類囊胚結構(blastoid),并進一步通過原腸作用(gastrulation)推進到早期器官發生(early organogenesis)階段,從而展現出神經管樣結構和心臟樣搏動活性。
利用單細胞 RNA 測序(scRNA-seq),研究團隊可視化了從 cTBLC 到器官發生譜系的逐步細胞狀態轉變,并鑒定出一個中間8 細胞/桑椹胚樣細胞(8-cell/morula-like cell,8CMLC)狀態。此外,研究團隊還發現了一個源自 cTBLC 的動態調控網絡級聯,這代表了一種獨立于經典受精相關事件的內在發育啟動程序。
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該研究的核心發現:
cTBLC 表現出類似受精卵和 2-/4-細胞期卵裂球的全能性特征;
cTBLC 無需大量人工操作即可自組裝成結構有序的類囊胚結構;
cTBLC 來源的類囊胚結構可通過原腸作用發育至早期器官發生階段;
該研究定義了獨立于受精相關事件的序貫調控程序。
總的來說,該研究建立的 cTBLC 平臺提供了一個統一的體外研究框架,用于探究發育啟動、早期譜系特化以及器官發生。
論文鏈接:
https://doi.org/10.1016/j.cell.2026.05.023
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