Nature：新方法观测胚胎发育

　　

生物通报道：来自英国剑桥大学，Wellcome Trust癌症研究所，诺丁汉大学等处的研究人员发表了题为“Dynamics of anterior–posterior axis formation in the developing mouse embryo”的文章，解决胚胎植入子宫后无法观察的问题，发展了一种能帮助科学家们观察哺乳动物胚胎发育的新方法，相关成果公布在Nature Communications杂志上。

领导这项研究的是剑桥大学Magdalena Zernicka-Goetz教授，其研究组去年曾发表文章，报道了可以判断受精卵健康水平的新方法，对于这项最新研究，Zernicka-Goetz教授表示，“这种最新方法不仅揭示了之前未能观察到的细胞事件，而且也具有其他重要的实际应用价值。”

通过几十年来的努力，科学家们已经实现了将一个单细胞——受精卵培养成囊胚（包含有64个细胞的，受精卵卵裂的过程中形成的球形幼胚），在临床中，这种技术可以用于体外受精技术。

这也有助于科学家们更深入的了解细胞早期阶段的发育机理，理解细胞如何完成最早的几个重要决策。而且通过一些模式生物，比如小鼠，科学家们也观测到了最初4天的胚胎发育事件。目前科学家们已经知道这包含64个细胞的囊胚分成3种细胞类型，每一种干细胞都会分化成为未来机体的重要组成部分，目前对于这三种细胞类型形成过程，具体的分子机理和细胞事件了解的比较多了。

但是对于随后的事件，科学家们就知之甚少了，这个阶段发育的胚胎植入到了母体子宫中，因此其发育情况就被隐藏了，但是这是发育的一个非常重要的阶段，从中我们可以了解外胚组织细胞如何传递给干细胞，促进大脑和其它部位的发育。

虽然研究人员可以通过小鼠模型重建胚胎，但是目前还无法记录这一过程，更别说实验分析这一进程中包含的元素了。在这篇文章中，研究人员利用一个小鼠模型，发展了一种能克服胚胎植入子宫，无法观察的难题的新方法，这种方法通过在胚胎发育的头8天里，母体体外培养并成像胚胎，分析胚胎发育。

更加重要的是，拍摄的这些动画将能揭开这一关键发育过程中隐藏的，有关外胚胎干细胞簇起源的奥秘，这些细胞决定了胚胎的头在哪儿形成。研究人员在这个“头”信号区域加上了一个发光蛋白基因，追踪小鼠胚胎种的这些细胞。

通过这种方法，研究人员能判断出这些细胞是从一个细胞还是两个细胞种发育二来的，Zernicka-Goetz教授说，“在小鼠模式中，要建立囊胚阶段胚胎干细胞系很简单，但是在人体中可能就要复杂多了。这种新技术将有希望能通过扩大天然干细胞群体的数量，来建立干细胞系。还有一点是肯定的，那就是这种方法还将能帮助科学家们在这一发育解答，进行直接实验，因此将为我们带来针对天然发育的胚胎干细胞更好的理解。”（生物通：张迪）

原文摘要：

Dynamics of anterior–posterior axis formation in the developing mouse embryo

The development of an anterior–posterior (AP) polarity is a crucial process that in the mouse has been very difficult to analyse, because it takes place as the embryo implants within the mother. To overcome this obstacle, we have established an in-vitro culture system that allows us to follow the step-wise development of anterior visceral endoderm (AVE), critical for establishing AP polarity. Here we use this system to show that the AVE originates in the implanting blastocyst, but that additional cells subsequently acquire AVE characteristics. These 'older' and 'younger' AVE domains coalesce as the egg cylinder emerges from the blastocyst structure. Importantly, we show that AVE migration is led by cells expressing the highest levels of AVE marker, highlighting that asymmetry within the AVE domain dictates the direction of its migration. Ablation of such leading cells prevents AVE migration, suggesting that these cells are important for correct establishment of the AP axis.