研究结果发表在科学2019年10月31日，为早期胚胎发育提供了有价值的见解，并可能有助于为推进人类再生医学的方法提供信息。

索尔克基因表达实验室的教授、共同通讯作者胡安·卡洛斯·伊兹皮苏亚·贝尔蒙特说:“我们的研究首次揭示了早期发育的黑盒子。”“我们现在可以观察细胞在每个胚胎阶段是如何发育的，以及它们需要哪些因素来发育，这将有助于为各种细胞和组织的产生创造更好的选择。”

“为了了解灵长类动物原肠胚形成的细胞和分子机制，我们三年前在中国开始了猴子胚胎培养实验。由于该团队长期以来在非人类灵长类动物系统研究方面的专业知识和完善的生殖研究系统，例如体外受精平台，我们成功地实现了我们的目标。这有助于揭示人类着床后发育以前未知的方面，”共同通讯作者、中国昆明科技大学灵长类动物转化医学研究所教授兼院长季伟志说。

科学家们想要研究一个叫做原肠胚形成的早期发育里程碑，当一个发育中的胚胎转变成一个叫做原肠胚的多层结构时，所有未来的组织和器官都将从原肠胚中衍生出来。一层会变成肺、胃肠道和肝脏;另一个会变成心脏、肌肉和生殖器官;三分之一将成为皮肤和神经系统。然而，科学家们并不知道灵长类动物这一过程的分子和细胞驱动因素，这主要是由于接触早期胚胎的机会有限。

“我们的目标是从早期时间点培养灵长类动物胚胎，以研究发育过程，”该论文的合著者、德克萨斯大学西南医学中心助理教授吴军说。“我们想每天监测胚胎，观察它们的形状、大小和迁移模式，以及它们在灵长类动物早期发育过程中如何产生不同类型的细胞。”

为了更好地研究这种关键的转变，科学家们修改了先前建立的胚胎培养方案，允许早期灵长类动物胚胎在实验室条件下发育长达20天;在此之前，研究人员只能将培养的灵长类动物胚胎维持在妊娠第二周之前。使用新的方案，研究小组发现，培养胚胎中的细胞向原肠胚的每一层显示出清晰的发育轨迹，结果揭示了这种生长所需的一些分子细节。这些数据也可以作为延长胚胎培养时间超过20天的资源，以便更好地研究干细胞分化(特化)。

“这些结果阐明了一些对灵长类动物发育至关重要的调节网络和信号通路，”Izpisua Belmonte说。“该系统为开发更好的策略提供了基础和资源，以便在实验室中检查早期灵长类动物的健康和疾病发育。”

其他作者包括昆明理工大学的牛玉玉、孙念琴、李畅、司晨阳、魏金宽、康宇、司伟、王宏、张鄂、赵璐、李子伟、谭涛;以及深圳华大基因的雷颖、戴曦、刘传宇、黄志浩、刘龙奇。

国家重点研发计划项目(2016YFA0101401)、国家自然科学基金项目(81760271)、云南省科技重大专项(2017ZF028)、云南省基础研究计划重点项目(2017FA010)资助。Juan Carlos Izpisua Belmonte实验室的工作得到了Moxie基金会的支持。