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英国LMB的科学家最新对小鼠胚胎的研究表明，胚胎细胞向生殖细胞的特化是由组织组织的变化控制的，即所谓的形态发生检查点。
胚胎干细胞集合体的艺术表现。不同的细胞身份用不同的颜色表示。Marta Shahbazi的团队利用这些干细胞聚集体和小鼠胚胎发现，与细胞外基质蛋白的接触会抑制生殖细胞的形成。Credit: Mahmood Shahbazi
胚胎发育的一个关键过程是细胞分化为原始生殖细胞，后来产生配子（精子和卵子）或构成身体其他部分的细胞。生殖细胞至关重要，因为它们含有在代际之间提供联系的遗传信息。到目前为止，还不清楚为什么一些细胞进入生殖系成为生殖细胞，而另一些细胞则没有。英国LMB细胞生物学部门的Marta Shahbazi团队现在已经发现了一种与细胞形态相关的新检查点机制，该机制可以防止细胞特化为生殖细胞。
在Aly Makhlouf 博士的带领下，该小组研究了受精六天后的小鼠胚胎，即原始生殖细胞首次出现的时候。对这些胚胎以及从小鼠胚胎干细胞生长的3D聚集体的观察揭示了细胞外基质蛋白的重要性，这些蛋白存在于细胞外，通常作为组织的支撑支架。该小组发现，生殖细胞出现在缺乏这些细胞外基质蛋白的胚胎区域。
操纵干细胞聚集体中的基因表达使该小组能够确定特定化合物和抑制剂对生殖细胞形成的影响。这表明，当早期胚胎细胞与细胞外基质蛋白接触时，它们无法激活成为生殖细胞所需的信号。因此，细胞远离细胞外基质的物理运动是改变这些胚胎细胞命运的一种机制。这种机制确保只有胚胎内非常特定位置的细胞才能进入生殖系，这意味着生殖细胞在发育过程中出现在正确的时间和地点。
这项研究为发育的一个基本方面提供了新的见解，揭示了形态变化如何影响细胞命运规范的过程。它还强调了细胞外基质在调节进入种系方面以前未被重视的关键作用。此外，对生殖细胞发育的深入了解对于开发治疗不孕症的新策略和干预措施的可能性至关重要，不孕症影响着全世界六分之一的人。一旦研究人员确定了胚胎生殖细胞发育背后的分子机制，就有可能在实验室中模拟这些过程，在培养皿中制造配子。
这项工作由UKRI MRC、欧洲研究理事会通过UKRI EPSRC、EMBO、剑桥信托、米尔斯坦奖学金（Max Perutz基金的一部分）、日本科学促进会（JSPS）和医学研究基金会资助。
参考资料：
1.https://www2.mrc-lmb.cam.ac.uk/how-cells-enter-the-germline-at-the-right-time-and-place-during-embryonic-development/