Nature揭示胚胎細胞的命運抉擇

　　歐洲分子生物學實驗室（EMBL）的科學家們發現，對于胚胎中的細胞而言，成為嬰兒身體的組成部分而不是胎盤的秘密在于更大程度地收縮及繼續舞蹈。發表在《自然》（Nature）雜志上的這項研究，可能有一天會對輔助生殖產生影響。

　　在精子與卵細胞受精后，受精卵多次分裂，形成細胞球。在胚胎植入子宮前不久，其中一些細胞向內移動。這些細胞將會發育為嬰兒所有的身體組成部分。留在表面的細胞將變為胎盤，連接胚胎和母親的子宮。

　　EMBL課題組負責人Takashi Hiiragi和Hiiragi實驗室博士后Jean-Leon Ma?tre發現，在小鼠胚胎中細胞是移動到中間還是留在表面取決于它可以多么強烈地收縮。通過在實驗室結合計算機建模和一些實驗，科學家們確定了向內移動的細胞比它們的鄰居收縮的強度至少高1.5倍。

　　那么為什么一些細胞會比另一些細胞更大程度地收縮呢？EMBL的科學家們發現，答案是它們接受了不相等的遺傳物質：不同數量的頂端蛋白（apical protein），這些分子阻止了細胞收縮。繼承了少量頂端蛋白的細胞更大程度地收縮，向內移動生成了胚胎。相比之下，有著大量頂端蛋白的細胞不太收縮，而留在表面變成了胎盤。但當EMBL的科學家們阻止所有細胞收縮時，他們對結果感到驚訝。

　　Ma?tre說：“我們發現如果干擾收縮力，一些細胞留在表面。但它們并未如預期的那樣變成胎盤細胞，而是變成了胚胎細胞。這告訴我們感知它們周圍的力有可能對于細胞知道它們所在的位置，以及變成什么極為重要。”

　　去年，Hiiragi和Ma?tre發現在胚胎生命的最初幾天，所有的細胞會表演一段“舞蹈”，當一個收縮波在它們的表面掃過時。科學家們現在發現，當胚胎為3-4日齡時，將變為胎盤的細胞不再跳舞。

　　盡管這項研究檢測的是小鼠胚胎，小鼠和人類胚胎發育的第一階段是相似的，因此研究人員認為他們的研究發現適用于我們人類。如果是這樣的話，它們有一天可能對針對體外受精(IVF)胚胎進行胚胎植入前診斷測試的研究人員以及臨床醫生具有重大的意義。在植入母體前對IVF胚胎進行遺傳病篩查需要取得來自胚胎的細胞，分析它的DNA。知道將變成胎盤的細胞不會跳舞，有可能幫助臨床醫生挑選出胎盤或胚胎細胞來進行測試。

　　對于Hiiragi 和Ma?tre來說，他們將繼續探究胚胎如何成形的基本原理，及細胞間的差異產生的機制。

　　Hiiragi 說：“我們現在更多地了解了細胞向內移動并變為胚胎的機械力學方面，但也提出了關于它如何轉化為基因表達的許多問題。我們還在尋找可能參與其中的其他因子，如細胞是如何溝通及感知彼此之間的接觸的。”