中国学者领衔！打开胚胎发育的“黑箱”：《Cell》在体外重现人类原肠运动的关键时刻

人类胚胎发育始于受精卵，但要真正形成有头有尾、有背有腹的身体结构，必须经历一次堪称“战略部署”的关键事件——原肠运动。这一过程始于受精后第14天左右，原条沿着胚盘尾端中线形成，随后细胞迁移、分化，建立起身体的基本蓝图。

然而，由于伦理和技术限制，人类原肠运动长期处于“黑箱”状态。科学家知道它会发生，却不知道它如何被精确启动和调控。

2026年6月24日，中国农业大学魏育蕾团队与中国科学院动物研究所于乐谦团队合作在

Cell

在线发表题为

Reconstituting human primitive streak formation through extra-embryonic cell coordination

的研究论文，该研究取得了突破性进展。研究团队首次在体外构建了一个名为Disc-Gastruloid的类胚盘模型，成功模拟了人类原条形成与原肠运动的核心过程。

第一步：破解三类胚外细胞的“分工密码”

原肠运动并非由胚胎细胞独立完成，胚外组织——羊膜、滋养层和胚外中胚层——同样不可或缺。研究团队首次纯化了这三类胚外谱系细胞，并系统评估了它们各自的角色：

1.羊膜样细胞是“发起者”，能够有效诱导胚胎干细胞表达T/Brachyury等原肠运动标志基因。

2.滋养层干细胞则是“限制者”，显著抑制T阳性细胞的出现，可能负责限定原条样细胞的空间分布范围。

3.胚外中胚层干细胞扮演“向导”角色，它们不直接诱导分化，却能定向吸引已进入原肠运动状态的细胞发生迁移。

第二步：重构胚盘，体外再现原条

基于这一认知，研究团队通过胚胎工程学策略，在体外重构了胚内-胚外的空间关系，成功构建出Disc-Gastruloid模型。经72小时共培养，该模型的胚盘样结构中逐渐出现沟槽状类原条样区域，区域内细胞特异性表达原肠运动相关标志物，清晰再现了天然胚胎中的关键事件。

文章模式图（图源自

Cell

）

第三步：持续发育，再现早期器官形成

更令人惊叹的是，超过80%的Disc-Gastruloid能够进一步发育，形成伸长的三维胚胎样结构。其中可观察到SOX2阳性的神经管样结构、SOX17阳性的原始肠管样结构，以及表达ISL1和cTnT的心肌祖细胞样区域——后者甚至表现出自主节律性收缩。

单细胞转录组分析显示，延长培养后的Disc-Gastruloid包含14类细胞群，与人类着床后21天的自然胚胎高度相似。

这项研究的突破性在于，它首次在体外实现了人类原肠运动的时空重构，为研究早期胚胎发育、先天性缺陷以及器官再生开辟了全新的路径。

中国农业大学生物学院魏育蕾教授与中国科学院动物研究所于乐谦研究员为该论文的共同通讯作者，博士后沈巧艳，博士生张鑫、博士后陈乃馨，硕士生闫晓迪、博士生任泓安为该论文的共同第一作者。

本研究得到中国科学院战略性先导科技专项、教育部U40项目支持，国家重点研发计划、国家自然科学基金、动物生物技术育种全国重点实验室创新项目、中国农业大学基本科研业务费及中国科学院动物研究所科研基金等项目资助。感谢模式动物表型与遗传研究国家重大科技基础设施（猪设施）提供支持，并感谢实验室全体成员的讨论与帮助。

参考消息：https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(26)00645-8