早期胚胎极性建立及对谱系分化的影响

极性建立是影响早期胚胎发育的关键因素之一。极性建立起始于8细胞胚胎的肌球蛋白磷酸化,磷酸化激活肌动蛋白导致其启动收缩力。随后,肌动蛋白发生重组在每个卵裂球的非接触表面形成富含微绒毛的顶端结构域,并在极性蛋白复合物等的共同作用下形成标志着顶端结构域成熟的肌动球蛋白环。从极性建立的过程可知,顶端结构域的形成受到肌动蛋白相关蛋白以及极性蛋白复合物的影响,并且部分合子基因组激活(zygote genome activation,ZGA)和谱系分化特异性基因也会调控极性建立。在早期胚胎发育过程中,极性建立是第一次细胞谱系分化的基础。它通过影响不对称细胞分裂、谱系分化因子的不对称定位以及Hippo信号通路的活性来调控谱系分离和形态发生。本文对哺乳动物早期胚胎极性建立及对谱系分化影响的相关研究进行了梳理和总结,并讨论了目前已有研究在调控机制和物种方面的不足,以期为阐明早期胚胎极性建立提供线索与系统性视角。

牛和小鼠早期胚胎发育过程中细胞谱系发育调控的比较

高产奶牛繁殖效率低是世界性难题,其中早期胚胎死亡率高是主要原因之一。当前对牛早期胚胎发育的研究有限,而对于小鼠这种模式动物的早期胚胎发育研究已相当深入。因此,本文从胚胎形态、转录因子以及信号通路3方面对牛和小鼠早期胚胎发育过程进行比较,以加深对牛早期胚胎发育的认识。经比较发现,受精后,牛和小鼠早期胚胎在不同时期发生母源因子降解、合子基因组激活、细胞极性建立和不对称分裂,最终使得胚胎形态发生变化,形成具有3个胚层(滋养外胚层、上胚层和原始内胚层)的囊胚。此外,牛和小鼠早期胚胎发育过程中,多个转录因子及信号通路形成复杂网络调控细胞谱系分化。综上所述,在牛和小鼠早期胚胎发育过程中,相似的生物学事件陆续发生,但是细胞谱系分化的调控呈现差异性,提示我们将小鼠早期胚胎作为研究模型的局限性,该领域的研究对提高奶牛繁殖效率以及促进牛遗传改良工作具有重要意义。

中科院动物所阐明血液循环调控造血干细胞发育分化的分子机理

血液循环为生物有机体提供氧气、营养物质,维持生理稳态是最重要的生命活动之一。由于血液循环相关基因的敲除小鼠模型早期致死,因此其在早期胚胎发育尤其是造血干细胞发生中的作用研究较少,分子机理尚不清楚。

植入前胚胎的短期酒精暴露对植入后胚胎发育的影响

哺乳动物的早期胚胎发育对胚胎着床以及胎儿的长期生长发育都具有决定性作用。酒精对胚胎发育可以产生严重影响,但现有研究主要集中于产前胎儿酒精暴露,对早期胚胎(植入前)酒精暴露关注较少。为进一步阐明酒精导致的胚胎的发育异常机理,本研究利用体外胚胎培养模型,重点研究了酒精暴露对囊胚细胞谱系的分化和胚胎植入的影响。通过对谱系分化标志性分子Cdx2和Oct-4的表达分析及酒精暴露后胚胎着床的分析,发现早期胚胎酒精暴露将严重影响囊胚的谱系分化,并损害胚胎的植入后发育和胎盘的形成状态。结果表明,早期胚胎酒精暴露会打破谱系分化,并严重影响胚胎植入后的宫内发育。

早期胚胎细胞谱系研究--揭示生命发育早期的黑盒子

哺乳动物的早期胚胎发育,通过多个层次的细胞命运决定,建立了胚胎器官发生、形态建成的整体发育蓝图,是生命体最重要的分子事件之一。早期胚胎发育过程伴随了全能性的维持和分化,以及各种多能干细胞命运的次序决定,任何发育进程上的缺陷都会对整个胚胎个体产生深远的影响。因此,研究早期胚胎谱系建立的过程、不同胚层和组织前体细胞的命运决定及其发生与发展的调控机制,不仅仅是面对国家人口政策的变化以及优生优育的需求,预防和减少早期发育疾病,还能够指导胚胎干细胞及各种多能干细胞的分化和进一步转化医学应用,因而具有极其重要的生物学意义。

从起点到起点:哺乳动物早期胚胎发育研究进展

以哺乳动物早期胚胎发育几个核心科学问题为引导,简述历史上哺乳动物早期胚胎发育研究中一些理论认知的突破如何在医学领域对人类生殖和健康作出的重大贡献,总结目前哺乳动物早期胚胎发育研究面临的巨大挑战,展望未来哺乳动物早期胚胎发育研究将在哪些方面对于人类生殖和健康作出新的贡献。