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近些年,中国研究人员在生殖生物学/生殖医学研究领域取得了量和质的双重飞跃,这些令人瞩目的进步也引起了国际同行的关注和重视。
以Society for the Study of Reproduction的官方杂志Biology of Reproduction(BOR)为例,据其统计,过去几年出现一个显著趋势——来自中国学者的投稿数量不断增加。2018年中国学者提交给BOR的稿件总数超过了美国,并且此后一直保持领先(如下图A所示)。中国在2017-2021年发表的论文总数仅次于美国(192 vs. 514)(如下图B所示)。这些数字无疑反映了中国在过去十年中快速增长的研究活动。
2017-2021年期间向BOR提交(A)和发表(B)的稿件总数排名前五的国家,引自Yan W, Clarke H. Biol Reprod.
2022鉴于此,在时任BOR联合总编辑、加州大学洛杉矶分校闫威教授的大力推动和组织下,BOR杂志在2022年7月以“Riding The Wave: Reproductive Biology in China”为主题正式出版了一期“中国专刊”,集中展示了中国生殖生物学和生殖医学研究领域近十多年来所取得的重要研究成果。
中国专刊封面图,源自BOR官网
本次专刊邀请了中国生殖生物学和生殖医学领域的六位顶尖学者担任客座编辑,他们分别是陈子江、黄荷凤、乔杰、沙家豪、沈洪兵和周琪,最后由30多名代表生殖生物学和生殖医学不同学科的主要研究人员为这期特刊撰稿。
这期专刊包含了26篇综述以及7篇研究性论文,综述内容涉及生殖生物学/生殖医学不同细分研究方向,尤其是在中国的发展情况,特别有助于我们快速且全面了解多个重点、热点研究领域,非常值得一读,笔者借此机会和各位读者进行推介分享(各篇原文详情可点击如下链接了解,https://academic.oup.com/biolreprod/issue/107/1)。
考虑到篇幅原因,将以上下两篇连载的形式发布。以下是下篇内容(上篇可点此查看),enjoy~
以下介绍按专刊目录顺序展示
14 哺乳动物围着床期胚胎发生的体外研究
通讯作者:李磊(中国科学院动物研究所)
胚胎附着并侵入子宫,在围着床期发育中与母体建立联系。在此期间,胚胎的多能外胚层细胞经历了对称性破缺、细胞谱系分配和形态发生重塑,伴随着转录组学、表观基因组学和信号通路的剧烈变化,为其分化和原肠胚形成准备了阶段。小鼠遗传学和干细胞生物学的进展提高了对这些转化的认识,而这些转化在很大程度上仍受到天然胚胎难以获得的阻碍。近年,囊胚的长期体外培养、多能干细胞的衍生以及基于干细胞的胚胎样模型的构建为研究哺乳动物,尤其是人类的围着床期发育开辟了新途径。这些新模型与其他新兴新技术相结合,将极大促进对哺乳动物围着床期发育的理解,从而加速生殖与再生医学的进步。
(英文原标题:In vitro investigation of mammalian peri-implantation embryogenesis)
15 基于胚胎和胚状体解构人类围着床期胚胎发生
通讯作者:李天晴(昆明理工大学灵长类转化医学研究院)
从囊胚到原肠胚的围着床期是人类胚胎和干细胞发育的关键阶段之一。在发育过程中,人类胚胎经历了许多关键事件,这些发育事件的异常将导致着床失败或流产。然而,由于伦理和技术限制,人类围着床期胚胎的发育动态和异常发育的潜在机制仍然处于一个“黑匣子”中。本综述总结了基于体外延长培养胚胎和基于干细胞的胚状体的人围着床期胚胎发生的最新进展。这些发现为了解早期生命、促进人类干细胞研究及其应用、防治不孕不育症奠定了重要基础。作者还提出了有关围着床胚胎发生的关键科学问题,并对未来的研究方向进行了展望,最后总结了中国对该领域的贡献和未来的机遇。
(英文原标题:Deconstructing human peri-implantation embryogenesis based on embryos and embryoids)
16 稳定的猪多能干细胞的研究进展及应用前景
通讯作者:韩建永(中国农业大学生物学院) 曹素英(北京农学院动物科学技术学院)
多能干细胞(Pluripotent Stem Cells, PSC)具有无限的自我更新能力和多谱系分化潜力,对基础研究和生物医学科学至关重要。稳定的大型动物 PSC 的生成经历了相对较长的试验阶段,直到最近才取得突破。猪 PSC 的产生将为基础研究、基因工程、动物育种和培养肉提供细胞资源。在这篇综述中,作者总结了猪 PSC 和重编程细胞衍生的相关进展,并阐明了猪胚胎发育过程中多能性变化的机制。最后还讨论了稳定的猪 PSC 的未来应用前景。
(英文原标题:Research progress and application prospects of stable porcine pluripotent stem cells)
17 单倍体胚胎干细胞研究进展
通讯作者:李伟(中国科学院动物研究所)
单倍体胚胎干细胞是一种特殊类型的胚胎干细胞。它们的细胞核含有一套完整的遗传物质,具有自我更新和分化的能力。单倍体胚胎干细胞的出现有助于功能基因组学、遗传印记、孤雌生殖、遗传筛选和体细胞核移植等方面的研究。本文根据近年来发表的报道,对单倍体干细胞研究的现状进行综述,并评估这些细胞在体细胞核移植、基因组印记和孤雌生殖中的潜在应用。
(英文原标题:Advances in haploid embryonic stem cell research)
18 中国人类生殖系基因组编辑的监管治理
通讯作者:周琪 彭耀进(中国科学院动物研究所)
基因编辑技术取得了长足进步,越来越多的应用涉及人类研究。然而,人类可遗传生殖系基因组编辑与一系列潜在的伦理、法律和社会风险相关,在全球范围内引发了重大争议和讨论,尤其是在“基因编辑婴儿”事件之后。受此事件影响,中国意识到生命科技领域伦理治理的重要性,加快了该领域的立法和政策力度,逐步走向“预防性”伦理治理的方向。本文探讨了“基因编辑婴儿”争议后中国人类生殖系基因编辑监管框架的科学背景、伦理争论和最新进展,并就中国未来人类生殖系基因组编辑监管体系提出了若干建议。
(英文原标题:Responsible governance of human germline genome editing in China)
19 Wt1在小鼠性腺发育和体细胞分化中的作用
通讯作者:高飞(中国科学院动物研究所)
Wilms ' tumor 1(Wt1)编码锌指核转录因子,该因子在 15-20% 的 Wilms 瘤(肾胚胎瘤)中发生突变。已发现 Wt1 参与许多器官的发育。在性腺中,性别决定前Wt1在生殖脊体细胞中表达,性别决定后其在支持细胞和颗粒细胞中维持表达。已经证明 Wt1 是生殖脊细胞存活所必需的。Wt1的纯合突变导致性腺发育不全。最近的研究发现 Wt1 在性腺体细胞的谱系规范和维持中起重要作用。在这篇综述中,作者总结了近期关于 Wt1 在性腺体细胞分化中的研究工作。
(英文原标题:The functions of Wt1 in mouse gonad development and somatic cells differentiation)
20 减数分裂染色体的组织和交叉模式
通讯作者:张亮然/尚永亮(山东大学高等医学研究院) 王顺心(山东大学生殖医学研究中心)
减数分裂是有性生殖的基础,而交叉重组是减数分裂的标志之一。交叉在同源染色体之间建立了物理连接,使同源染色体正确分离,并在同源染色体之间交换DNA,促进配子和后代的遗传多样性。异常交叉模式是不孕、流产和先天性疾病的主要原因。在减数分裂过程中,环状/轴状组织的染色体为交叉模式提供了结构基础和调节机制。越来越多的证据表明,染色体轴长调节交叉的数量和位置。此外,最近的研究表明,轴长的改变以及由此产生的交叉频率的改变可能有助于进化适应。本综述回顾了这些问题的当前进展,讨论了轴长调节交叉频率的可能机制,并提出了需要进一步研究的重要问题。
(英文原标题:Meiotic chromosome organization and crossover patterns)
21 花束上一个古老故事的绽放
通讯作者:李卫(广州市妇女儿童医疗中心)
作为一个进化上保守的过程,“花束期”——减数分裂前期存在的一个特殊时相,在一个多世纪前就被发现,并且对这一重要阶段的积极研究仍在继续。自 1998 年发现第一个花束相关蛋白 Taz1p 以来,已在各种真核生物中鉴定出几种花束形成相关蛋白。这些蛋白质参与端粒和内核膜 (INM) 之间的相互作用,一旦这些相互作用被破坏,减数分裂进程就会停止,从而导致不孕不育。最近的研究对花束形成相关蛋白之间的关系和相互作用提供了重要的见解。在这篇综述中,作者总结了端粒-INM 相互作用中涉及的成分,并重点关注它们在花束形成和端粒稳态维持中的作用。
(英文原标题:The blooming of an old story on the bouquet)
22 生命之树的奥秘:胎盘
通讯作者:王雁玲(中国科学院动物研究所) 曹彬(厦门大学医学院)
胎盘是哺乳动物妊娠期间胎儿和母体环境之间的界面,对发育中的胎儿和母体健康至关重要。滋养层细胞在母胎界面积极与多种蜕膜细胞和免疫细胞相互作用,从而构建基本功能单元,负责血液灌注、母胎物质交换、胎盘内分泌、免疫耐受、抵御病原体感染等。各种妊娠并发症与胎盘发育和功能维持缺陷密切相关。本文就胎盘功能单元形成机制、滋养层细胞与各种子宫细胞之间的相互作用以及胎盘屏障在妊娠期间抵抗病原体感染方面的研究进展进行综述。
(英文原标题:The mystery of the life tree: the placentas)
23 当前对人类胎盘形成过程中滋养层细胞分化的理解
通讯作者:王红梅(中国科学院动物研究所)
胎盘是一种在妊娠期间形成的独特器官,支持胎儿生存以及与母体的交流。我们对这一重要器官的了解程度仍十分有限。近年来,人类胎盘的研究取得了新的进展。作者在本文总结了目前对人类胎盘滋养层分化和控制滋养层细胞谱系规范的分子的理解,同时还描述了用于胎盘研究的强大工具,如人类滋养层干细胞、3D滋养层类器官、基于工程的胎盘装置和单细胞 RNA 测序。这些进展为我们带来了对胎盘发育的新见解,并为破译相关分子机制提供了多种研究策略。
(英文原标题:Current understanding in deciphering trophoblast cell differentiation during human placentation)
24 子宫NK细胞在母胎界面的功能
通讯作者:魏海明(中国科学技术大学生命科学与医学部)
妊娠期间母体蜕膜组织与胎儿滋养层细胞相互作用。它们构成了母胎界面,负责向胎儿提供营养。子宫自然杀伤细胞(uNK)是妊娠早期母胎界面上最丰富的免疫细胞,在整个妊娠过程中发挥着重要作用。本综述提供了有关 uNK 细胞功能的最新知识。uNK 细胞已被证明可以促进螺旋动脉的重塑,控制绒毛外滋养层细胞的侵袭,有助于诱导和维持免疫耐受,防止病原体感染,并促进胎儿发育。受过妊娠期训练的 uNK 细胞记忆可改善随后的妊娠结局。
(英文原标题:Uterine NK cell functions at maternal-fetal interface)
25 胚胎与子宫之间有效的细胞交流确保胚胎着床
通讯作者:王海滨(厦门大学医学院)
胚胎着床是女性生殖过程中最热门的话题之一,因为它是母体子宫与发育中的胚胎之间的第一次对话,胚胎着床的中断将导致不良妊娠结局。随着技术的不断进步,遗传学和分子生物学方法在胚胎着床机理的研究上取得了巨大的成就。近几十年来,概念的提出引发了对有着床潜能的胚胎与容受性子宫之间相互交流机制的深刻理解。受这些可喜进展的启发,作者旨在从胚胎着床的角度总结和回顾目前关于母体子宫和胚胎信号相互通信的关键决定因素的进展,从而减轻不孕不育症、增强胎儿健康,并改进避孕设计。
(英文原标题:Efficient cell chatting between embryo and uterus ensures embryo implantation)
26 出生队列研究的持续发展:成就与挑战
通讯作者:胡志斌(南京医科大学)
精心设计的出生队列能够评估各种健康事件,并将早期生命起源与成年期健康和功能相关联。在过去的二十年里,新生儿队列的建立及其相关研究激增。在本综述中,作者讨论了当前出生队列研究的不同设计,回顾了它们的成就,并强调了从出生队列研究中获得的见解以及所面临的挑战。出生队列研究为确定短期和长期健康的决定因素提供了越来越多的机会,为揭示疾病和表型的生物学机制提供了大量证据,并为公共卫生提供了进一步的见解。在新生队列中需要动态监测、准确测量、长期随访和协作努力,以阐明当代人生命历程关系的本质。
(英文原标题:The continuing evolution of birth cohort studies: achievements and challenges)
全文完!
参考资料
[1] Riding the wave: reproductive biology in China, China Special Issue, July 2022. https://academic.oup.com/biolreprod/issue/107/1.
[2] 各位通讯作者照片源自所在单位官网或媒体报道,侵删. |
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