中山大學中山醫(yī)學院教授張宏波團隊與英國桑格研究所教授Sarah Teichmann團隊合作，建立了首個人類肢體發(fā)育的單細胞時空圖譜并解析關(guān)鍵調(diào)控機制。近日，相關(guān)成果在線發(fā)表于《自然》。
“我們基于單細胞轉(zhuǎn)錄組學和空間轉(zhuǎn)錄組學技術(shù)建立的首個人類肢體發(fā)育單細胞圖譜，解析了從肢體發(fā)生早期到形態(tài)完全形成的細胞演變路徑和細胞空間位置決定過程?！闭撐墓餐ㄓ嵶髡邚埡瓴▽Α吨袊茖W報》表示。
“四肢發(fā)育異常是全球報告最多的出生綜合征之一，全球大約每500個新生兒即可發(fā)現(xiàn)一例?！闭撐墓餐谝蛔髡?、張宏波團隊博士后王帥玉表示，發(fā)育過程中四肢的形成并非一蹴而就，而是經(jīng)歷了復雜的細胞演變過程。
單細胞圖譜的構(gòu)建及細胞類型的時空分布
據(jù)王帥玉介紹，在胚胎發(fā)育第四周末，四肢僅以簡單的幾乎均一細胞團形狀凸起出現(xiàn)在身體兩側(cè)；到了第八周，細胞團已經(jīng)完全分化，形成具有復雜解剖結(jié)構(gòu)的四肢，以及完整的手指和腳趾。上述過程依賴細胞之間非常迅速而精確的協(xié)調(diào)，任何微小擾動都可能產(chǎn)生顯著的下游效應。
肢體發(fā)育涉及細胞命運決定和空間位置形成兩個經(jīng)典發(fā)育問題，長期以來是發(fā)育生物學的重要模型。在對小鼠、雞等模式動物的研究中，一系列基本問題已經(jīng)得到初步闡釋。然而，囿于技術(shù)和倫理限制，人類肢體形成的基本過程，如詳細的細胞演變路徑、決定細胞命運的關(guān)鍵基因與疾病的聯(lián)系等尚未有研究?！案匾氖牵Ｊ絼游锏闹w形成機制與人類有多大的相似性，以及多大程度上可以用于人類再生醫(yī)學實踐亦長期存疑?！闭撐墓餐谝蛔髡?、張宏波團隊博士后張寶表示。
該研究利用肢體發(fā)育過程中細胞演變過程的連續(xù)性，從多個時期不同個體取樣，繪制了人類肢體發(fā)育細胞連續(xù)演變圖景并解析其關(guān)鍵調(diào)控機制。利用單細胞時空圖譜，研究人員能夠追蹤在特定時間和區(qū)域產(chǎn)生的細胞類型，鑒定新的細胞類型，詳細刻畫相應細胞類型激活的特定基因表達程序。這些基因表達模式對正在生長的四肢通常具有重要調(diào)節(jié)作用。
張宏波表示，研究清晰揭示了構(gòu)成手指和腳趾的原始細胞類型如何以不同的方式將自身排列成指和趾的雛形，確定了相應細胞類型的特異表達基因。當這些基因的表達不遵循既定模式時，將導致短指和多指等發(fā)育異常。
研究人員重點分析了構(gòu)成肢體的骨骼肌，以及由肢體間充質(zhì)細胞發(fā)育形成的組織類型的細胞發(fā)育模式，還同步獲得了小鼠四肢發(fā)育的單細胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)在四肢發(fā)育的許多方面，人類和小鼠之間具有極高相似性。
來源：中國科學報
原標題：首個人類肢體發(fā)育單細胞時空圖譜建立
作者：朱漢斌
清美聯(lián)創(chuàng)秉承“四個面向”的企業(yè)哲學和價值觀——
面向人類健康
面向國防需要
面向“一帶一路”
面向人類命運共同體
北京清美聯(lián)創(chuàng)干細胞科技有限公司致力于多種干細胞臨床應用研究，人體冷凍、核輻射防治等技術(shù)研發(fā)。
目前已擁有67種不同功能的專能細胞如神經(jīng)干細胞、胰腺干細胞、卵巢干細胞、肝臟干細胞、心肌細胞、毛囊干細胞等的制備技術(shù)。
北京清美聯(lián)創(chuàng)干細胞科技有限公司服務(wù)咨詢與技術(shù)合作電話：010-88292706。
