哺乳動(dòng)物胚胎發(fā)育是一個(gè)動(dòng)態(tài)復(fù)雜的過(guò)程，既往研究方法包括組織染色、超聲、OCT、MRI等，但是均不能在細(xì)胞水平觀(guān)察胚胎發(fā)育的動(dòng)態(tài)過(guò)程。近幾年來(lái)，研究者通過(guò)對(duì)體內(nèi)發(fā)育環(huán)境的研究，開(kāi)發(fā)出了胚胎完全培養(yǎng)基，可以體外培養(yǎng)胚胎24-48小時(shí)，將細(xì)胞水平研究胚胎發(fā)育的動(dòng)態(tài)過(guò)程擴(kuò)展到器官形成早期。然而，隨著胎盤(pán)的形成，臍帶成為供應(yīng)胚胎發(fā)育的唯一營(yíng)養(yǎng)來(lái)源，通過(guò)血液循環(huán)提供營(yíng)養(yǎng)支持胚胎發(fā)育，目前尚沒(méi)有模擬臍帶提供營(yíng)養(yǎng)的研究方法，因此，從臍帶形成至出生在細(xì)胞水平直接觀(guān)察胚胎發(fā)育的動(dòng)態(tài)過(guò)程仍屬空白。

4月10日出版的《科學(xué)》雜志以西安交通大學(xué)為第一作者/共同通訊作者單位發(fā)表了第二附屬醫(yī)院的合作研究成果，介紹了一種研究胚胎發(fā)育的活體成像技術(shù)，通過(guò)不同發(fā)育階段的“腹窗”，實(shí)現(xiàn)了高分辨成像觀(guān)察小鼠胚胎第9.5天至出生的連續(xù)發(fā)育過(guò)程。通過(guò)轉(zhuǎn)基因小鼠，研究者觀(guān)察到了神經(jīng)遞質(zhì)傳遞、大腦形成早期神經(jīng)嵴細(xì)胞分化的血管周細(xì)胞、視網(wǎng)膜發(fā)育過(guò)程中的細(xì)胞自噬、腺病毒遞送以及胎盤(pán)熒光化學(xué)藥物轉(zhuǎn)運(yùn)等。通過(guò)與子宮內(nèi)電轉(zhuǎn)技術(shù)結(jié)合在大腦中標(biāo)記特定細(xì)胞，觀(guān)察了細(xì)胞分裂及遷移。隨后與麻省理工學(xué)院合作，在同一人鼠嵌合體中追蹤了人神經(jīng)嵴細(xì)胞和鼠神經(jīng)嵴細(xì)胞的嵌合差異。

這項(xiàng)研究實(shí)現(xiàn)了直視下觀(guān)察哺乳動(dòng)物胚胎發(fā)育、以高分辨成像活體觀(guān)察胚胎發(fā)育的動(dòng)態(tài)過(guò)程，有助于研究早期器官形成過(guò)程中不同干細(xì)胞的命運(yùn)決定，并進(jìn)行細(xì)胞譜系分析。結(jié)合其他生物醫(yī)學(xué)技術(shù)，可以修飾、編輯胚胎發(fā)育中的特定細(xì)胞并研究該細(xì)胞的生物學(xué)特性，為基因治療提供了一個(gè)研究模型。通過(guò)構(gòu)建人鼠嵌合體，可以對(duì)人類(lèi)干細(xì)胞/前體細(xì)胞進(jìn)行研究。

該方法是胚胎研究領(lǐng)域的一項(xiàng)重要技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了像研究斑馬魚(yú)一樣觀(guān)察哺乳動(dòng)物的胚胎發(fā)育過(guò)程。同時(shí)，該方法為活體直接觀(guān)察，較體外培養(yǎng)保真度更高，可以準(zhǔn)確研究胚胎發(fā)育過(guò)程中的各種科學(xué)問(wèn)題，為胚胎研究打開(kāi)了一扇“窗”。

該研究由西安交通大學(xué)、杜克大學(xué)、麻省理工學(xué)院合作完成，西安交通大學(xué)第二附屬醫(yī)院為該論文的第一作者單位和共同通訊作者單位，二附院黃強(qiáng)副研究員為論文的第一作者，并與麻省理工學(xué)院美國(guó)三院院士Rudolf Jaenisch教授和杜克大學(xué)XilingShen教授一同為文章的共同通訊作者。本研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、陜西省科技新星、陜西省自然科學(xué)基金以及國(guó)家留學(xué)基金委的共同資助。

黃強(qiáng),36歲,西安交通大學(xué)二附院副研究員、博士生導(dǎo)師，中華醫(yī)學(xué)會(huì)小兒外科分會(huì)青年委員，國(guó)家自然科學(xué)基金通信評(píng)委，2013年博士畢業(yè)于西安交通大學(xué)，2015年晉升副教授，2017年5月遴選為博士生導(dǎo)師，2017年9月至今于杜克大學(xué)從事博士后研究，主持國(guó)家自然科學(xué)基金兩項(xiàng)，其余課題5項(xiàng)，在CMLS、Cell Signaling等雜志發(fā)表論文10余篇。擅長(zhǎng)腹腔鏡微創(chuàng)治療小兒外科常見(jiàn)病，如膽總管囊腫、先天性巨結(jié)腸、腎盂輸尿管連接處梗阻等。

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