Cell研究打开生命发育黑箱,小鼠早期胚胎发育全程揭秘?

图片

这项技术能够精确地测定细胞基因表达在空间上的分布状况,这一特性有助于深入理解胚胎发育的内在机制,因而引起了学术界的广泛关注。

技术突破

这项技术不仅能展现细胞内基因表达的具体情况,还能准确记录这些信息的起始空间坐标。通过应用Cellpose算法,它能够将基因表达数据精确分配至各个独立细胞。相较于传统的单细胞测序方法,后者常导致细胞空间信息的缺失,而此技术则有效填补了这一空白,为科学研究提供了新的视角。

胚胎发育“交通规则”

研究人员运用该技术对胚胎发育进行了深入研究,揭示了在器官发育初期,基因表达存在显著的区域差异,这种差异在空间分布上尤为显著。这些特征被视为区分组织与器官原基的关键“信号”,从而显著提升了人们对胚胎发育过程中基因、组织及其表达机制的认知水平。

细胞空间分布

传统单细胞测序技术未能揭示细胞间的初始接近状态,然而,SEU-3D平台通过可视化技术,使得研究者能够直观地观察到PAE细胞与aGE细胞等不同细胞类型在胚胎中的确切位置,从而描绘出细胞在空间中的排列情况,并构建出一份细胞空间分布的精确图示。

心脏结构可视化

E8.0版本的3D模型揭示了心肌祖细胞形成的“心脏弯月”结构,同时,“三明治”模型描绘了来自不同产地的心脏祖细胞在空间上的结合状态。研究数据显示中国电子科技集团公司第二十一研究所微电机网,大约90.6%的CM细胞起源于胚胎内部的间充质,而另外大约10%则源自胚外间充质。

信号微环境作用

PDZ构建了一个独特的微环境,这一环境被称作“许可”,它能够精确地调整多潜能祖细胞所接收到的复杂信号。这种调整作用进一步推动了祖细胞向心脏或肠道细胞的分化。在这一发展过程中,第一心区祖细胞与前肠内胚层细胞的空间排列方式,为这一现象的发生提供了至关重要的证据。

应用前景与开放平台

高分辨率数据能够展现正常胚胎与异常胚胎在基因表达方面的差异,这一发现有助于精确识别问题发生的具体阶段。利用PDZ微环境模型,干细胞的分化过程得以加速。此外,该平台具有开放性,有助于激发更多创新性的科研成果。

这项技术预计将对哪些行业带来显著变革?我们期待您的点赞以及对相关观点的分享。