Ученые раскрыли систему коммуникации клеток в раннем эмбрионе
Как всего одна молекула решает, станет ли клетка частью плаценты или самого зародыша?
Группа ученых из Школы наук о жизни и технологий Университета Тунцзи под руководством профессоров Ван Исюаня и Гао Шаожуна раскрыла новые детали раннего развития человеческого эмбриона. Их работа, опубликованная в издании Science Bulletin, описывает сложную систему взаимодействий между клетками зародыша и показывает, как гены и внешние сигналы определяют их судьбу.
Чтобы обойти ограничения, связанные с изучением настоящих эмбрионов, исследователи проанализировали данные о работе генов в стволовых клетках, переведенных из «зрелого» состояния в „наивное“ — более раннее. В процессе обнаружились промежуточные группы клеток, похожие на три ключевых типа тканей зародыша:
- iEPI — аналог эпибласта (из него формируется сам эмбрион),
- iPrE — примитивной энтодермы (будущий желточный мешок),
- iTE — трофэктодермы (основа плаценты).
С помощью инструмента CellChat ученые построили карту сигналов, которыми обмениваются эти клетки: от выделяемых белков до прямых контактов. Особенно важным оказался путь NRG–ERBB3 — если его заблокировать, развитие трофэктодермы нарушается, и зародыш не может сформировать бластоцисту (раннюю стадию эмбриона). Дальнейшие эксперименты подтвердили, что белок TFAP2C действует как «переключатель» внутри клетки, реагируя на этот сигнал.
Бластоциста — стадия развития зародыша млекопитающих (5–6 день у человека), когда клетки разделяются на внешний слой (трофэктодерма, формирует плаценту) и внутреннюю массу (эпибласт и энтодерма, дают начало организму).
Эта работа не просто описывает механизмы развития — она дает инструменты для изучения бесплодия, улучшения ЭКО и даже создания искусственных эмбрионов in vitro.
Польза исследования
- Репродуктивная медицина: понимание сбоев в сигнальных путях поможет диагностировать причины ранних выкидышей.
- Биоинженерия: модель искусственной бластоцисты упростит тестирование лекарств без использования эмбрионов.
- Клеточная терапия: контроль над TFAP2C может ускорить выращивание тканей для трансплантации.
Исследование опирается на in vitro модель, которая лишь приблизительно имитирует естественный эмбриогенез. Например, в реальном зародыше сигналы от маточных тканей влияют на развитие — здесь этот фактор не учтен.
Ранее ученые нашли замену эмбрионам для исследований.
