一枚受精卵長成一個嬰兒，需在發育的第7天左右著床才能存活，這期間的人胚胎細胞無法獲取，難以解析。22日，《自然》雜志登載了我國北京大學湯富酬與北醫三院喬杰聯合團隊研究的最新突破，他們利用體外模擬人類著床策略和高精度單細胞測序技術，展現了“黑盒子”中的乾坤。

“臨床上，著床失敗是導致早期流產的重要因素之一。”論文通訊作者、中國工程院院士、北京大學第三醫院院長喬杰表示，此前無法獲得自然受孕后的早期著床后階段的人類胚胎，多用嚙齒類胚胎或猴子胚胎等模式生物替代研究，無法準確反映人類分子調控等規律的真實情況。

為此，研究團隊利用人工授精后的受精卵進行了人類胚胎體外模擬著床生長。論文通訊作者、北京大學生命科學院與生物醫學前沿創新中心教授湯富酬介紹，利用高精度單細胞多組學測序技術，團隊首次對單細胞分辨率繪制的轉錄組和DNA甲基化組動態變化過程進行了重構，再現了人類胚胎著床過程，繪制出基因表達調控網絡和DNA甲基化動態“全景圖”。

“胚胎在這一特殊階段啟動了母胎連接預備狀態。”論文作者之一的北京大學生命科學院博士后周帆介紹，例如上胚層呈現出多能性轉變(多能性細胞可分化成不同的器官，如腦、心臟等)，滋養外胚層逐漸開始表達特定荷爾蒙相關基因。各類細胞譜系均具備獨特的特征性基因，且與食蟹猴胚胎著床過程呈現出一定的差別。

研究還發現，不同的細胞類型在胚胎著床過程中的DNA甲基化修飾水平呈現出各自特有的增加趨勢。“胚胎細胞可能協同DNA甲基化進行調控體系的構建。”周帆說，不同基因DNA甲基化的時序也可能參與特異性調控關鍵基因的轉錄，共同協調決定了細胞命運。