中科院科学家揭示胚胎发育新机制

中科院动物所段恩奎和王海滨实验室首次通过小鼠遗传学模型，揭示了植入初期胚胎—子宫轴向建立对胚胎发育的重要性，并首次证实了子宫信号可指导胚胎植入时的正确定向。相关成果日前在线发表于《细胞研究》杂志。

早在100多年前，解剖学家就发现在哺乳动物的囊胚进入子宫后，其植入时建立的胚胎轴向与子宫轴向保持高度一致，并且把此现象称作胚胎定向。然而，胚胎在植入时的定向对后续发育的重要性尚缺乏直接的实验证据。

研究人员对植入前后子宫中表达的发育相关基因进行原位杂交等系统筛选后发现，Notch信号通路的多个成员在植入前后的子宫中呈现有序的时空分布，推测其可能参与该时期的子宫腔形变过程。随后，在特异性敲除小鼠子宫中Notch通路的核转录因子RBPJ后发现：在RBPJ缺失的子宫中，胚胎植入虽然能按时发生，但由于子宫腔保留多余分支，无法完全形成一个狭长的缝隙，导致落入这些分支的胚胎以错误的方向建立其胚胎发育轴向。这种植入初期出现的胚胎—子宫轴向错位，进而在植入后的胚胎发育中产生“失之毫厘、谬以千里”的影响，导致大量胚胎发育在蜕膜化到胎盘形成期间死亡。

进一步研究发现，RBPJ在植入前的子宫中通过与雌激素受体结合，调节雌激素效应基因的表达进而促使子宫腔从分支样结构变为狭缝状。RBPJ缺失的子宫腔由于保留多余的分支（与子宫轴方向不一致），形成一个个“陷阱”，落入这些“陷阱”的胚胎由于建立了错误的发育轴向而走向死亡。

此外，研究组还发现RBPJ在植入后的子宫中通过转录调控基质金属蛋白酶的表达对子宫基质蜕膜进行改造，使子宫蜕膜的改造进程与胚胎轴向的延伸协调同步。