編輯丨王多魚

排版丨水成文

目前的小鼠胚胎單細(xì)胞圖譜在時間分辨率以及細(xì)胞或測序深度覆蓋方面存在局限。

2026 年 6 月 1 日，西湖大學(xué)裴端卿研究員，中國科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院陳捷凱研究員、彭廣敦研究員作為共同通訊作者（廣州國家實(shí)驗(yàn)室曹尚濤研究員，中國科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院林立惠副研究員、馮輝堅博士、陳盼博士，廣州國家實(shí)驗(yàn)室吳光明研究員作為共同第一作者），在Nature Cell Biology期刊發(fā)表了題為：Developmental chronology of mouse embryo from 2-cell stage through birth 的研究論文。

該研究成功構(gòu)建了覆蓋小鼠胚胎完整發(fā)育階段（E1.5-E19.0）共計 37 個時間點(diǎn)的單細(xì)胞圖譜——mdCLA，這是目前時間維度最為完備的小鼠胚胎發(fā)育圖譜，覆蓋超過 220 萬個細(xì)胞，平均檢測基因數(shù)超過 4500，共識別出 1316 種胚胎階段特有的細(xì)胞亞型，科學(xué)價值與應(yīng)用潛力遠(yuǎn)超同類型發(fā)育圖譜。 這一高質(zhì)量、全時序的單細(xì)胞圖譜為哺乳動物胚胎發(fā)生過程中動態(tài)變化及其機(jī)制提供了關(guān)鍵見解。

理解哺乳動物受精卵如何發(fā)育為一個功能完整的個體，是發(fā)育生物學(xué)中的一個基本問題。要揭示這一過程，需要全面了解細(xì)胞譜系關(guān)系、轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)以及不同類型細(xì)胞的時空動態(tài)變化。

單細(xì)胞測序技術(shù)的出現(xiàn)，使得胚胎發(fā)育相關(guān)知識能夠以高分辨率整合成細(xì)胞圖譜。利用多種技術(shù)，已為小鼠胚胎的不同發(fā)育階段（包括著床前、原腸胚形成期、器官發(fā)生期和胎兒發(fā)育期）構(gòu)建了單細(xì)胞圖譜。然而，不同技術(shù)在時間覆蓋范圍和數(shù)據(jù)質(zhì)量上的差異，阻礙了來自不同來源的數(shù)據(jù)集整合以進(jìn)行 Meta 分析，導(dǎo)致對發(fā)育連續(xù)性的理解仍存在較大空白。

在這項最新研究中，研究團(tuán)隊建立了一個全面的單細(xì)胞圖譜，涵蓋了從胚胎期第 1.5 天（E1.5）到第 19 天（E19.0）的整個發(fā)育時間點(diǎn)，有助于闡明小鼠胚胎的發(fā)育動態(tài)。

具體來說，研究團(tuán)隊繪制了小鼠發(fā)育細(xì)胞與譜系圖譜（mouse developmental Cell and Lineage Atlas，mdCLA），該圖譜涵蓋了從二細(xì)胞期（E1.5）到出生（E19.0）整個胚胎發(fā)育過程中的 37 個時間點(diǎn)，包含約 200 萬個細(xì)胞，每個細(xì)胞平均檢測到 4500 個基因。mdCLA 在時間覆蓋范圍和數(shù)據(jù)質(zhì)量上均優(yōu)于現(xiàn)有的小鼠胚胎圖譜，能夠識別器官特異性的細(xì)胞類型及基因表達(dá)特征。

利用 mdCLA，研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)早期與晚期腎單位祖細(xì)胞——Metanephric Progenitor 細(xì)胞群體之間存在差異化的基因表達(dá)譜，其中晚期群體表現(xiàn)出上皮分化和免疫應(yīng)答通路的上調(diào)。此外，通過分析隨時間新生成的細(xì)胞類型，研究團(tuán)隊揭示了一種在 E14.5 之后發(fā)生的上皮特異性加速分化過程。

研究團(tuán)隊還驗(yàn)證了在發(fā)育晚期上調(diào)的轉(zhuǎn)錄因子，發(fā)現(xiàn)特異性敲除垂體上皮中的Tub基因，會造成垂體前葉發(fā)育萎縮，導(dǎo)致促卵泡激素分泌細(xì)胞數(shù)量減少。最終導(dǎo)致小鼠出生后出現(xiàn)肥胖。

總的來說，該研究繪制的 mdCLA 提供了一個全面且高質(zhì)量的參考體系，為哺乳動物胚胎發(fā)生過程中動態(tài)變化及其機(jī)制提供了關(guān)鍵見解。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41556-026-01971-3