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破译人类胚胎“黑匣子”中国科学院动物所成果获杰出科技成就奖

2026-01-30 21:30

来源:中国网·中国发展门户网

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中国网/中国发展门户网讯(记者 王振红)1月28日,中国科学院2025年度中国科学院杰出科技成就奖正式颁发,该奖项设有个人成就奖、基础研究奖、技术发明奖、科技攻关奖4个奖项。中国科学院动物所“灵长类胚胎发育的规律解析与体外模拟”成果荣获基础研究奖。

该研究由动物所器官再生与智造全国重点实验室王红梅、黄仕强、郭帆、王雁玲和于乐谦组成的团队完成。团队聚焦人类早期胚胎发育领域科学前沿与生殖健康重大需求,历经27年合作,系统解析了灵长类早期胚胎发育规律(包括胚胎自身发育及胎盘对胚胎的支持机制),并构建了人类胚胎发育的体外精准模拟体系,为出生缺陷与反复妊娠失败建立疾病模型和药物筛选平台。

中国科学院动物所“灵长类胚胎发育的规律解析与体外模拟”获基础研究奖。

动物所副所长王红梅研究员表示,“人类胚胎发育的第14至28天,经历原肠运动,形成器官雏形,这是器官发育的起点,也是发育相关疾病的源头。但由于体内胚胎极难获取,体外培养存在严格伦理界限,缺乏研究模型,这个阶段长期被视为‘黑匣子’。”

针对这一“黑匣子”阶段,团队以与人类遗传、解剖和生理高度相似的食蟹猴为模型,精准获取原肠运动早、中、晚期的胚胎,揭示三胚层分化、早期神经发育、体节与肠管形成等关键事件及其调控机制。

基于对猴早期胚胎发育的认知,团队进一步突破技术瓶颈,在严格遵守伦理的前提下,获取了人类“黑匣子”阶段的宝贵胚胎。借助空间测序和深度学习系统,全景式呈现了人类胚胎的发育特征,首次实现各细胞中基因的精准空间定位和动态追踪,建立了人类早期胚胎发育的三维数字化动态解析体系,精确解析了原肠运动的分子事件及其调控机制。王红梅指出,“这项研究建立了人类‘黑匣子’阶段胚胎的首张完整数字化图谱,为探究极早期胚胎发育提供了全新视角和重要基础。”

团队发现人类胎盘具有独特的糖脂代谢模式,通过该模式调控胎盘多核细胞的形成以及胎儿所需的营养传输,胎盘代谢紊乱可导致母体和胎儿的健康受损。团队进一步在食蟹猴上解析了孕期母体重要器官的代谢改变,以及胎盘如何协同母体多器官支持胚胎的发育。“系列研究为胎盘支持胚胎/胎儿发育的代谢表观调控机制研究开辟了新思路,并为子痫前期等妊娠相关疾病的干预提供了潜在策略。”王红梅表示。

团队利用灵长类动物胚胎和基于干细胞的人工合成胚胎模型,构建了人类胚胎发育的体外模拟体系,创造灵长类胚胎体外孕育最长时程纪录,并研制出国际首例人类人工合成胚胎。王红梅指出,“团队首先建立了高保真模拟食蟹猴胚胎发育的体外长时程培养体系,精准模拟了早期神经系统发育,包括神经板特化、神经管闭合、神经嵴细胞迁移等发育事件。这项工作为未来出生缺陷疾病模型的搭建奠定了重要基础。”团队通过与临床机构合作,建立了来源于小脑症患者细胞的人工胚胎模型,揭示了核糖体基因突变介导神经祖细胞增殖异常导致小脑症的致病机理,并发现了潜在的干预靶点。

王红梅指出,研究成果揭示了人类早期胚胎发育的重要规律,为出生缺陷等发育相关疾病的源头防治提供了新理论与可能的新方案,显著提升了我国在胚胎发育与生殖健康领域的国际引领力。

【责任编辑:马骅】
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