《Nature | 人类胚胎压缩的力学特性》

  • 来源专题:战略生物资源
  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2024-05-03
  • 2024年5月1日,巴黎大学等机构的研究人员在期刊Nature上发表了题为Mechanics of human embryo compaction的文章。

    人类胚胎的形成始于压实,在压实过程中细胞会紧密接触。辅助生殖技术研究表明,人类胚胎无法压实的主要原因是粘附缺陷。根据我们目前对动物形态发生的理解 ,其他形态发生引擎,如细胞收缩性,可能参与人类胚胎的形成。然而,驱动人类胚胎形态发生的分子、细胞和物理机制仍未定性。

    研究人员使用微量移液管吸取捐赠给研究的人类胚胎,绘制了压实过程中的细胞表面张力图。结果显示,细胞-介质界面的张力增加了四倍,而细胞-细胞接触处的张力则保持稳定。因此,细胞-介质界面张力的增加推动了人类胚胎的压实,其性质与小鼠胚胎的压实相似。进一步比较人类胚胎和小鼠胚胎发现,两者的机械策略在质上相似,但在量上不同,人类胚胎的机械效率最低。

    抑制人类胚胎的细胞收缩力和细胞-细胞粘附力表明,虽然压实需要这两种细胞过程,但只有收缩力能控制压实的表面张力。细胞收缩力和细胞-细胞粘附力出现问题时会表现出不同的机械特征。通过分析自然衰竭胚胎的机械特征,研究人员发现含有排斥细胞的非压实或部分压实胚胎具有收缩性缺陷的证据。总之,该研究表明,细胞收缩性的进化保守增加是产生驱动人体第一次形态发生运动的力量所必需的。

  • 原文来源:https://www.nature.com/articles/s41586-024-07351-x
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  • 《Nature | 在空间和时间上解析人类胚胎肢体细胞图谱》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:朱晓琳
    • 发布时间:2024-12-02
    •   人类细胞图谱(HCA)旨在绘制人体细胞(生命基本单元)的全面参考图谱——作为理解人体健康和诊断、监测、治疗疾病的基础。近日,HCA联盟在自然系列(Nature Portfolio)和Genome Biology发表了一系列论文,展示了多个图谱的早期草图以及分析工具。   在2023年12月6日《A human embryonic limb cell atlas resolved in space and time》这篇文章中,Bao Zhang和同事绘制的人类胚胎四肢发育图谱揭示了调控骨骼、肌肉和神经组织分化的基因程序。   人类的肢体在受孕后的第四周以间充质芽的形式出现,在接下来的几个月里发育成完全形成的肢体1.这个过程是由许多时间和空间限制性的基因表达程序精心编排的,使表型的先天性改变变得常见2.数十年来对模式生物的研究已经确定了脊椎动物肢体发育的基本机制,但尚未对人类的这一过程进行深入表征。作者使用单细胞和空间转录组学详细介绍了人类胚胎肢体跨空间和时间的发育。文章展示了细胞的广泛多样化,从几个多能祖细胞到无数分化的细胞状态,包括几个新的细胞群。文章揭示了人类肌肉发育的两波,每波都以不同的细胞状态为特征,由单独的基因表达程序调节,并确定肌肉素 (MSC) 是维持肌肉干细胞身份的关键转录抑制因子。通过使用 VisiumStitcher 组装多个解剖学连续的空间转录组样本,绘制了整个胎儿后肢矢状切片上的细胞图谱。文章揭示了与短指和多指相连的基因之间的清晰解剖分离,并揭示了自足中间充质的转录和空间不同的种群。最后,作者对小鼠胚胎肢体进行单细胞 RNA 测序,以促进跨物种发育比较,发现两个物种之间具有实质性的同源性。 图 | a,样品和实验方案概述。星号表示时间点。D,远端;M, 中;P,近端。b,具有簇标签的 125,955 个人胚胎肢体细胞的均匀流形近似和投影 (UMAP) 可视化(参见补充信息)。c,d,由三张幻灯片组装的 PCW6.2 (c) 和 PCW8.1 (d) 人类后肢组织切片的空间分辨热图,显示种群丰度和相应的标记基因。(来源:文章原文)
  • 《Nature | 人类胚胎肢体细胞图谱在时间和空间上得到解析》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2023-12-07
    • 2023年12月6日,中山大学张宏波及英国Sanger 研究所Sarah Teichmann共同通讯在Nature 在线发表题为A human embryonic limb cell atlas resolved in space and time的研究论文。 人类四肢在受孕后的第四周以间充质芽的形式出现,在随后的几个月内发育成完全形成的肢体。这一过程由许多时间和空间限制的基因表达程序协调,使表型的先天性改变很常见。几十年来对模式生物的研究已经确定了脊椎动物肢体发育的基本机制,但尚未对人类的这一过程进行深入表征。 该研究使用单细胞和空间转录组学详细介绍了人类胚胎肢体在空间和时间上的发育。该研究展示了从几个多能祖细胞到无数分化细胞状态的广泛多样性,包括几个新的细胞群。该研究揭示了人类肌肉发育的两波,每波的特征都是由不同的基因表达程序调节的不同细胞状态,并将肌肉蛋白(MSC)确定为维持肌肉干细胞身份的关键转录抑制因子。 通过使用VisiumStitcher组装多个解剖学上连续的空间转录组样本,作者绘制了整个胎儿后肢矢状截面上的细胞图。该研究揭示了与短指和多指相关基因之间的明确解剖学分离,并揭示了自足中间充质的转录和空间上不同的群体。最后,对小鼠胚胎肢体进行单细胞RNA测序,以促进跨物种发育比较,发现两个物种之间具有实质性的同源性。总之,该工作提供了第一个完整的人类胚胎组织的细胞图谱,提供了其发育的详细时空模型,并为单细胞,空间和发育生物学社区提供了丰富的资源。