由中科院上海生命科學(xué)研究院/上海交大醫(yī)學(xué)院健康科學(xué)研究所干細(xì)胞生物重點(diǎn)實驗室金穎和張濟(jì)課題組共同完成的題為“Transcriptome analysis of early organogenesis in human embryos ”研究論文日前在國際著名期刊Developmental Cell雜志(SCI影響因子13.36)2010年7月號上發(fā)表,。
據(jù)了解，著床后的人胚胎發(fā)育涵蓋了胚胎早期器官形成最關(guān)鍵時期,，即從Carnegie Stage 9（胚胎發(fā)育第20天,，E20）到Carnegie Stage 14（胚胎發(fā)育第32天,，E32）,。 從發(fā)育形態(tài)變化角度,，各個器官經(jīng)歷了從無到有的奇妙過程,；從發(fā)育進(jìn)化角度,，這個奇妙過程高度保守,；從發(fā)育潛能角度，干性潛能與分化潛能既定時空程序協(xié)調(diào)性變化,。這些背后的分子基礎(chǔ)是遺傳信息表達(dá)精密調(diào)控的基因相互作用網(wǎng)絡(luò),。然而，相比模式生物與體外細(xì)胞模型研究,，由于受限于人胚胎研究標(biāo)本以及倫理上的限制,，關(guān)于人胚胎發(fā)育的分子機(jī)制知之甚少。
楊穎博士和方海博士等在導(dǎo)師金穎和張濟(jì)的指導(dǎo)下,，與新華醫(yī)院婦產(chǎn)科合作,，利用臨床藥物流產(chǎn)胚胎，應(yīng)用基因芯片對該早期器官胚胎發(fā)育6個連續(xù)階段進(jìn)行基因表達(dá)變化譜刻畫,。通過數(shù)據(jù)深層次挖掘并整合功能,、轉(zhuǎn)錄調(diào)控、表型及疾病相關(guān)的數(shù)據(jù)庫,，他們發(fā)現(xiàn)整個胚胎形態(tài)變化受基因表達(dá)譜變化所驅(qū)使,，主要包括兩組基因：呈現(xiàn)逐漸下調(diào)變化趨勢的基因負(fù)責(zé)早期器官起始，而逐漸上調(diào)變化的基因主要參與器官原基形成,。同小鼠發(fā)育表達(dá)譜以及人胚胎干細(xì)胞各種組學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析,，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)干性相關(guān)基因呈逐漸降低的趨勢，而分化相關(guān)基因呈現(xiàn)兩種表達(dá)模式,。 在此基礎(chǔ)上,，整合蛋白質(zhì)相互作用信息，挖掘人胚胎早期器官過程中相互作用網(wǎng)絡(luò)（hORGNet）,，由兩個細(xì)化的與干性相關(guān)的模塊（hStemModule）和與分化相關(guān)的模塊（hDiffModule）模塊組成，分別表征干性潛能狀態(tài)變化情況與分化狀態(tài),。研究人員進(jìn)一步通過小鼠表型富集分析并發(fā)現(xiàn),，hStemModule可能與胚胎早期致死相關(guān)，而hDiffModule則可能多的是與出生后致死相關(guān),。這一研究建立了國際上唯一的人早期器官形成期基因表達(dá)的譜式,，為探索人類發(fā)育早期的分子調(diào)控和人多能干細(xì)胞體外的定向誘導(dǎo)分化提供的寶貴的信息。
該研究工作得到國家自然科學(xué)基金,、國家高技術(shù)研究與發(fā)展計劃,，上海市教育委員會重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)項目和科學(xué)院創(chuàng)新項目等的支持,。
