未来婴儿将在芯片上诞生

未来的婴儿可能是在一小块由电脑控制的芯片上受孕并度过其最初发育的若干时日。这种由美国研究人员开发的芯片,能自动地执行与体外受精有关的一切步骤,从卵细胞受精到胚胎培育,直至适于植入体内。据英国《新科学家》杂志介绍,这个相当于人工生殖道的装置还可望对胚胎进行测试和筛选,通过这一诊断能及早查明其基因中存在的缺陷。     

小鼠胚胎干细胞中2C-like细胞研究进展

小鼠胚胎干细胞(embryonic stem cell, ESC)由小鼠囊胚的内细胞团体外培养获得.小鼠胚胎干细胞可贡献到胚胎的3个胚层,但缺乏形成胚外组织的能力,因此,小鼠胚胎干细胞被认为具有多能性(pluripotent),而不是全能性(totipotent).值得注意的是,小鼠胚胎干细胞中含有少量的亚细胞群(小于1%),其基因表达模式类似2-细胞期胚胎,这一类细胞称为2-细胞期胚胎样细胞(2-cell embryo like cell, 2C-like cell).在适当的体外培养条件下,小鼠胚胎干细胞和诱导多能性干细胞(induced pluripotent stem cell, iPSC)中均会自发产生少量的2C-like细胞. 2C-like细胞具有全能性和独特的发育特性,嵌合体实验证明其可同时贡献到胚胎和胚外组织中,因此2C-like细胞可以作为体外研究全能性干细胞的理想模型.本文就2C-like细胞的发现、分子调控机制、染色质特征、激活策略以及与体细胞重编程之间的关系等进行综述.     

古胚胎化石——寒武纪大爆发的历史见证

在动物学中,通常把动物个体发育中从受精卵到孵化的这一阶段称为胚胎.现代胚胎学系研究生物胚胎的学科.而化石胚胎学在以往的古生物学研究中尚未被重视,其原因在于除脊椎动物外,无脊椎动物的卵及胚胎个体微小,且无矿化的外壳包封.因此,它们难以保存为化石,更难以为研究者所发现和认识.迄今为止,已报道的少数几例无脊椎动物卵化石仅为微小球状体,缺乏可鉴定的特征[1].胚胎化石更为罕见,已报道的一例为中寒武世的微小球体.其表面具多边形结构,该结构被解释为节肢动物胚胎的囊胚细胞[2].但是,这一报道由于化石数量较少,且保存质量较差,未能反映…     

贵州前寒武纪陡山沱组磷酸盐化胚胎和幼虫化石及其亲缘性

贵州瓮安前寒武纪陡山沱组含磷沉积保存了大量精致的生物结构, 它们多数为微型球状, 代表海藻, 疑源类和处于不同发育阶段的不同动物类型的胚胎. 文中报道了其中与腔肠动物有亲缘关系的胚胎和幼虫. 这些胚胎由早期卵裂胚胎和双层状原肠胚所组成. 它们均属于等大、辐射全卵裂类型. 原肠胚多数具较大的原肠腔, 原肠腔内充满了由卵黄递降所形成的有机残余. 通过透射光学显微镜观察所发现的卵形或纺锤形浮浪幼虫状构造大多缺乏口, 肠胃腔为卵黄递降物所充满. 它们很可能代表非取食性的幼虫. 只有少数浮浪幼虫具中空的肠胃腔和位于狭窄一端的口. 将这些化石解释为取食性的幼虫. 以上与腔肠动物可能具亲缘关系胚胎的研究将为动物起源提供一个新的视角.     

哺乳动物早期胚胎第一次细胞谱系形成

哺乳动物早期胚胎发育过程中,全能的受精卵和早期卵裂球如何打破对称分裂并建立第一次细胞谱系,是发育生物学乃至生命科学研究最具挑战的科学问题之一.为研究哺乳动物第一次细胞谱系建立,早期研究提出过多种理论模型,但都不能很好地解释早期胚胎的可塑性.近年来,随着显微观察、生物数学、以及单细胞测序等技术的发展,人们认识到哺乳动物早期胚胎中,细胞内大分子的表达和分布、细胞的位置和极性,以及细胞间相互作用等多种因素,造成了同一个胚胎中的不同细胞差异显著,即早期胚胎的异质性.哺乳动物早期胚胎的异质性可能是其可塑的主要原因.哺乳动物早期胚胎中不对称分裂的打破和第一次细胞命运决定是一个高度动态和复杂的过程,需要新的技术和理论来阐述这一重要生命现象.     

胚胎着床的调控机制

胚胎着床是指具有着床能力的胚胎与接受态子宫之间建立联系的过程.胚胎着床是妊娠过程的主要限制步骤,女性不育症中75%是由着床失败引起的.研究着床过程的分子机制对于改善女性生殖能力,以及治疗不育和自发流产等相关疾病具有重要意义.随着基因表达谱分析及各种基因敲除小鼠模型的广泛应用,近年来关于着床分子机制的研究在很多方面取得了显著的进步.本文将综述近期胚胎着床领域的重要研究进展并探讨需要深入研究的问题.     

干细胞:科技领域的热点

1998年,威斯康星大学的汤姆森(J.Thomson)和约翰·霍普金斯大学的吉尔哈特(J.Gearheart)实验室分别报告[1,2],他们成功地从人类胚胎和胎儿的生殖细胞中获得了能在体外不断增殖、具有很强分化潜力的人类胚胎干细胞系和人种系干细胞系.之后,干细胞研究被迅猛推向高潮.美国<科学>周刊将其列为1999年最重要的科技进展,2001年年底又将其置于2002年值得关注的六大热门科技领域之首.无疑,人类胚胎干细胞系的建立迎来了现代生物学的一个新世纪,其巨大的医学应用潜力正给人类带来一场医学革命.     

胚胎干细胞多潜能性维持的分子机制

分离于着床前胚胎内细胞团的胚胎干细胞是多潜能性细胞, 在胚泡注射后能产生3个胚层的所有细胞和组织类型. 在合适的培养条件下, 胚胎干细胞保持其多潜能性, 即维持其多向发育潜能及在不分化状态下的对称性细胞分裂能力. 胚胎干细胞的多潜能性是其得以广泛应用的基础. 胚胎干细胞可作为基因敲除或转基因动物的供体细胞、哺乳动物发育的体外模型和再生医学中进行细胞治疗的细胞库. 要实现这些目的, 必须建立化学成分明确的培养体系并在体外长期培养过程中保持胚胎干细胞的多潜能性, 同时应能够对其进行定向诱导分化. 因此, 理解和阐明胚胎干细胞多潜能性维持的分子机制是首要前提. 本文概述了该方面研究的最新进展, 包括LIF/STAT3, BMPs/Smads, canonical Wnt, TGFβ/activin/nodal, PI3K和FGF等信号通路以及oct4, nanog等多潜能性维持相关基因, 并对小鼠和人ES细胞多潜能性维持系统的调控机制及其差异进行了探讨. 进一步阐明这些信号通路和基因之间的相互作用以及胚胎干细胞多潜能性维持系统的调控机制将是未来胚胎干细胞研究领域的主要目标.     

明胶铺底培养人胚胎干细胞的初步研究

基质胶是人胚胎干细胞的无饲养层培养体系中常规使用的包被材料, 但其价格昂贵同时不方便使用. 本文研究了明胶作为替代包被材料的可能性. 结果表明, 明胶能够维持经胰蛋白酶消化的人胚胎干细胞的未分化状态. 生长在明胶上的胚胎干细胞表达多能性标志物, 具有畸胎瘤形成能力同时维持正常核型. 对在明胶上培养了10代的人胚胎干细胞进行检测, 结果显示这些细胞仍然表达高水平的Oct4. 同时, 与基质胶上生长的人胚胎干细胞相比, 明胶上生长的人胚胎干细胞能够形成相似大小和数量的碱性磷酸酶阳性集落(P>0.05), 同时生长在两种包被材料上的人胚胎干细胞含有相似比例的SSEA-4阳性细胞(95.1% vs 94.3%. P >0.05). 这个基于明胶的培养方法可能会帮助我们低成本地对人胚胎干细胞进行大规模扩增     

磁阻磁力仪

美国海军地面作战中心已发明了一种价廉、小型、适于大量生产的磁阻磁力仪。这种磁阻磁力仪由一小型芯片组成,芯片上有4个接头。在芯片上沉积一薄层坡莫合金,然后将芯片刻蚀,形成一“惠斯顿电桥”,每一桥臂都由一磁阻组成。另外,需要一块小型永久磁铁,使坡莫合金薄层沿一个方向磁化。由于被测磁场垂直于永久磁铁磁场,因此,当磁化强度改变时,会使磁阻发生变化。这样,     

胚胎植入研究的回顾和展望

胚胎植入的成功与否是决定胚胎能否进一步发育的门槛. 人类对胚胎植入现象的观察和认识已经超过百年, 从早年胚胎植入的解剖学、组织学、超微结构, 到胚胎植入的激素调控认识, 再到最近10多年来的基因功能研究及基因组、蛋白组学的大规模分析, 我们对胚胎植入的生理和分子机制已经有了越来越深刻的认识; 同时, 这些知识积累为临床上开展和改进辅助生育技术起到了重要的推进作用. 目前我们已经知道, 胚胎植入能否正常发生, 一方面需要早期胚胎发育形成囊胚并获得着床能力, 同时子宫需要协同进入接受状态, 即所谓的植入“窗口期”. 这两个相对独立却又彼此联系的过程涉及母体全身的激素调控以及局部的胚胎与子宫间复杂的信息交流. 本文将围绕子宫和胚泡这二条主线对胚胎植入研究历史的一些重要事件进行回顾和阐述, 总结植入过程中已知的重要分子信号通路, 并提出该领域尚存的诸多有趣而重要的问题. 相信有关胚胎植入机理的进一步阐明将为女性不孕不育的治疗以及新型避孕药的开发带来新的曙光.     

小鼠囊胚内细胞团置换

运用显微操作和免疫手术法, 对昆明鼠和C₅₇BL/6鼠的囊胚进行内细胞团置换. 以切除内细胞团的昆明鼠胚胎滋养层为受体, 注射免疫手术得到的昆明鼠或C₅₇BL/6鼠的内细胞团, 获得两种重构胚. 一种是由不同昆明鼠个体的滋养层和内细胞团构建的同品系异体重构胚, 共构建192枚. 移植入17只昆明鼠受体后, 生下2只昆明小鼠. 另一种重构胚是由切除内细胞团的昆明鼠胚胎滋养层与C₅₇BL/6鼠胚胎内细胞团构建的异品系重构胚. 对此重构胚的成活率、细胞骨架和细胞数目进行了分析, 说明至少从这3个方面来说, 这种重构胚具有一定的发育潜能. 但将115枚异品系重构胚移植入昆明鼠受体后, 目前还没有后代出生. 说明来自不同个体胚胎的同品系滋养层和内细胞团重组后能够建立细胞连接, 进行信息传递并发育为正常个体, 而异品系重构胚发育能力较低. 这项研究有可能为解决动物克隆中着床率低和胎盘异常等问题提供参考方法.     

染色质结构稳定蛋白4的下调诱导肿瘤细胞进入滞育样状态:乳酸化及胞质分裂的协同调控

<正>胚胎滞育是许多哺乳动物面对恶劣环境时采取的一种生存策略.这种策略通过暂时停止胚胎的发育来提高在恶劣条件下的生存能力.在这种情况下,胚胎的增殖被抑制,着床过程被延迟. Dhimole等人^[1]最近的一项研究表明,肿瘤细胞在受到细胞毒性药物治疗时,会转变成类似于滞育状态,从而减少药物引起的细胞死亡.     

德治疗糖尿病有新进展

2003年,德国科学家利用对老鼠胚胎干细胞进行特定基因操作再植入老鼠体内的方法,使患糖尿病老鼠的健康状况取得明显好转。科学家希望这一成果将有助于治疗人类的糖尿病。德国萨克森·安哈尔特州加特尔斯雷本市的基因移植研究所日前发布的新闻公报说,他们的科学家在动物试验中首先对老鼠胚胎干细胞中一种名为“PAX4”的“开关基因”进行特定处理,使之可以持续稳定地发挥“开关”作用,承担起调节胰岛素分泌的任务。随后,科学家们再将这一处理后的胚胎干细胞植入糖尿病鼠体内,结果发现其病情有明显好转。科学家介绍说,“PAX4”基因是早先由…     

药物流产者关心的问题

一、药物是怎样达到流产效果的?目前国内正在推广应用的流产药物是联合使用米非司酮和前列腺素两种药物.因为在妊娠早期,胚胎主要由孕酮来维持营养和生长发育.米非司酮能使孕酮失去活性后子宫蜕膜坏死变性甚至出血,以致胚胎停止发育;不能使子宫收缩、排出妊娠物,却能增强子宫肌层对前裂腺素的敏感性,所以再加以小剂量前列腺素后,子宫肌肉便出现有效的阵缩.同时前裂腺素能让子宫颈的胶原合成减弱和     

种子胚胎内的新酵素系统

谷类作物的胚胎是从种子胚乳这一贮藏室里获得自身生长发育的必要物质的。胚乳中含有淀粉和谷朊。各朊本身几乎有一半是由氨基酸构成。当氨基酸在胚胎中分解时,会生成活细胞整个交换过程必要的物质。以前,活细胞反应的催化剂被认为是脱氧氨基酸酵素。但在其参与下,氨基酸各成分之间的合成的正反应过程和逆反应过程都同样强烈。迄今,科     

马尾松成熟合子胚的体细胞胚胎发生和植株再生

近10年来,针叶树的体细胞胚胎发生研究已取得了令人瞩目的进展.但迄今在松属树种的体细胞胚胎发生研究上仍有不少障碍.截至1993年,仅有加勒比松、糖松和火炬松等3种松属树种通过体细胞胚途径得到了完整小植株,其中利用成熟合子胚成功诱导体细胞胚胎发生的仅有糖松一例.     

科学之窗

科学之窗复制人类胚胎的试验美国科学家目前正在进行复制人类胚胎的试验。胚胎是卵子最初的发育形态。在这一新的研究中．乔治·华盛顿大学医疗中心的科学家用受损的人卵子对其进行试验。研究人员对１７个胚胎进行了分离，每个胚胎有２～８个细胞。他们用这些细胞培育成４...     

科学家『捉弄上帝』?

据2007年11月的媒体报道:美国俄勒冈州的科学家成功克隆出猴子胚胎,并从中提取了干细胞.这似乎意味着,我们朝着克隆人类胚胎又迈进了一步.或许某一天,克隆人也将成为事实.但这种情况不太可能出现在太平洋东岸.     

血管内皮生长因子在小鼠胚胎植入“窗口”的表达和功能

血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)是一种特异作用于血管内皮细胞,与血管生成密切相关的生长因子.目前已知VEGF参与胚胎植入及胚胎的血管发生. 但是仍不清楚VEGF在植入“窗口”期的表达情况和具体功能.实验应用离体和间接免疫荧光-激光共聚焦扫描等方法对VEGF在胚胎植入“窗口”的表达和功能进行了研究.研究发现, VEGF的分布在体外培养的处于植入“窗口”期的小鼠胚泡及其扩展的滋养层细胞和子宫上皮细胞单层上;VEGF抗体能够显著降低在体小鼠胚胎的着床数;在共培养体系中,VEGF抗体能够显著降低小鼠胚泡在子宫上皮细胞单层上的黏附率和扩展率, 此作用具有剂量依赖关系.实验表明,VEGF是一种在胚胎植入过程中起重要作用的细胞因子,VEGF可能作为植入胚胎及接受性子宫内膜之间的“局部介导者”(local mediator),参与母胎间的信息传递, 促进胚胎植入.