研究人员揭示,豚鼠的植入前胚胎与人类胚胎非常相似,促进了对不孕症和早期人类发育的更好理解。
CRCHUM研究员索菲·佩特罗波卢斯及其团队首次揭示,豚鼠的植入前胚胎与人类胚胎非常相似,促进了对不孕症和早期人类发育的更好理解。
人类胚胎发育的最初几天,被称为植入前阶段,是非常重要的。这是第一批细胞形成的时刻,而这些细胞决定了胚胎是否能够生存、如何在子宫中植入以及胎儿的组织如何发育。
目前,使用人类胚胎进行研究仍然存在后勤、伦理和法律限制,因此科学家使用包括基于干细胞和动物模型在内的替代模型。
在发表在《自然细胞生物学》上的新研究中,索菲·佩特罗波卢斯,这位同时在蒙特利尔大学附属医院研究中心CRCHUM和瑞士卡罗林斯卡医学院工作的研究员,表明豚鼠可以作为一个可靠且稳健的小动物模型,增强我们对比较生物学和人类胚胎发生这两个关键研究领域的理解。
豚鼠长期以来一直被用于发育生物学研究,从一般生理学的角度来看,它与人类非常相似。它还是唯一一种在雌性中经历完整发情周期的小动物,和女性一样,经历类似的植入过程并发育出类似的胎盘。
佩特罗波卢斯表示:“尽管有这些显著的相似之处,植入前发育尚未被研究。我们的实验室专注于理解不孕症和早期人类发育,因此我们想找出一个可以用来回答我们问题的模型。”
一个完整的基因图谱
她说:“在我们的研究中,我们使用了一种称为单细胞RNA测序的技术,生成了涉及豚鼠植入前发育的基因的完整图谱,并检查了它们的时序和表达。我们还抑制和激活了信号通路,以观察这些基因如何影响胚胎发育。当我们将豚鼠胚胎的发展与我们之前的工作进行比较时,我们对它与早期人类胚胎发生的惊人相似性感到非常惊讶。”
这一发现为理解女性不孕症和开发治疗手段以确保健康怀孕打开了新的可能性,佩特罗波卢斯表示,她的研究得到了她的两位第一作者的帮助:CRCHUM佩特罗波卢斯实验室的研究助理耶西卡·罗米娜·卡尼佐,以及她在卡罗林斯卡医学院实验室的研究专家赵成。
佩特罗波卢斯说:“豚鼠模型可以帮助科学家了解早期接触药物或环境干扰对婴儿长期健康结果的影响,或者为什么某些女性会出现反复的植入失败。”
她和她的团队现在已经开始研究植入后胚胎发育和原肠胚形成,在这一过程中,人类身体的所有器官和组织都会形成。由于怀孕失败的80%发生在第一孕期,科学家们希望了解这一人类发育阶段,被称为“黑匣子”。
佩特罗波卢斯及其团队认为,从长远来看,豚鼠植入前胚胎模型可能提供有关健康胚胎和胎儿最佳发育条件的极其有用的信息。这可能有助于改善生育治疗和辅助生殖技术。