首次实现对着床前发育过程高清动态观察 我科研人员找到人类胚胎发育停滞原因

记者14日从中信湘雅生殖与遗传专科医院获悉，该院与北京生命科学研究所、北京家圆医院等单位联合组成的科研团队，利用国际领先的荧光活细胞显微成像技术，首次实现了对人类胚胎着床前发育过程的高清动态观察。相关研究成果近期发表于国际学术期刊《细胞》。

人类胚胎在着床前的发育过程中常出现发育阻滞现象，但具体机制尚不明确。研究团队系统分析了超过150枚人类及食蟹猴胚胎中的2000余次卵裂事件，发现人类胚胎早期与晚期的发育停滞分别由两种不同的机制驱动。

在早期卵裂阶段，研究发现人类与食蟹猴胚胎前五天发育过程中，纺锤体的异常率及其伴随的染色体错误率呈现明显的阶段特异性：第一次卵裂异常率约为5%，第二次卵裂骤升至30%—45%，第三次卵裂回落至5%，随后逐渐降至正常体细胞水平约1%。团队进而验证了纺锤体异常、染色体错误与胚胎停滞之间的因果关系。

为探明纺锤体异常在胚胎二细胞阶段高发的原因，研究团队聚焦于细胞内的微管细胞骨架组织中心——中心体。研究发现，中心体在人类卵子发育过程中发生退化，但精子携带的两个中心粒可在受精卵中重新介导中心体的形成。系列机制实验证实，中心体对于着床前胚胎的纺锤体组装具有绝对必要性，其数目异常可直接诱导异常纺锤体的产生。

进一步研究表明，人类胚胎在二细胞阶段复制中心体时的出错率同样约为40%。基于这一发现，研究团队在二细胞阶段短暂施加半抑制浓度的中心体复制关键调控激酶PLK4抑制剂，成功阻断了胚胎中心体复制错误。中信湘雅生殖与遗传专科医院院长、中南大学研究员林戈表示，该策略对中心体数目正常的胚胎细胞无不良影响，未来有望用于早期胚胎发育停滞的临床干预。