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| （Nature 官網截圖） |
5月29日電／生命從一個受精卵開始，如何在短短數周內分化出複雜精密的器官系統？原腸胚形成後至第8周，胚胎進入器官發生的“黃金窗口期”——心臟開始跳動，神經管閉合，肝臟、肺和腎臟等臟器雛形相繼建立。北京時間5月28日，國際頂級學術期刊《自然》（Nature）在線發表了一項研究成果，復旦大學附屬婦產科醫院、華大生命科學研究院、浙江大學醫學院等團隊聯合攻關，依託華大自主研發的Stereo－seq時空組學技術與單細胞建庫平台，繪製出全球首個人類胚胎原腸胚形成後高精度時空轉錄組圖譜（HESTA）。
這是人類迄今最完整、最精準的早期胚胎發育參照藍圖。不僅幫助解讀胚胎發育奧秘，更是一份精準的“人類疾病導航圖”，為先天疾病的早期排查、病因分析提供了堅實的科學依據。
研究覆蓋卡內基12至23期胚胎，解析了50個人體器官、198個精細亞結構的發育規律，是目前最完整的人類早期胚胎發育參照藍圖。
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| （發掘KIAA1324L 和RORA 作為調控人類心臟自主節律的全新關鍵基因） |
該研究取得多項突破性新發現。在心臟發育領域，團隊精準定位胚胎心臟竇房結分子微環境，除已知起搏關鍵基因外，全新鑒定出KIAA1324L、RORA兩大核心基因。斑馬魚實驗證實，抑制兩類基因會大幅減少起搏細胞、降低心率，揭開了人類心臟自主節律的調控機制，為先天性心律失常研究提供全新靶點。
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| （HMGA2 是調控人類大腦皮層發育的關鍵分子開關） |
在大腦發育研究中，團隊顛覆了傳統認知，證實胚胎受精4周就已出現大腦抑制性神經元，遠早於既往發現。同時鎖定核心調控基因HMGA2，該基因如同大腦皮層發育的“分子開關”，可維持神經幹細胞活性，避免神經元過早成熟，保障大腦皮層正常構建。此外，該基因的人鼠表達差異，也為人類大腦更發達的進化機制提供了分子依據，且與智力發育障礙等疾病密切相關。
研究還清晰解析了眼、腎臟的細胞分化全過程。眼部發育中，MITF、ISL1等轉錄因子有序交替調控，精準引導視網膜細胞分化為感光保護細胞和視覺信號傳導細胞，解釋了先天性眼畸形的發病根源。腎臟發育層面，科研團隊重建腎單位祖細胞分化軌跡，明確HNF1B、MAFB等基因在腎臟不同亞結構中的特異性調控作用，證實器官發育是高度有序的基因調控過程。
更具臨床價值的是，該圖譜搭建起了胚胎發育與先天疾病的關聯橋樑。研究系統標註了病毒受體基因的胚胎表達位置，明確了胚胎易感器官與時期；將1740個致病基因對應到11類先天疾病，清晰標註各類疾病的發育高危階段和易感器官。同時，研究挖掘出大量人類特異性發育基因特徵，驗證了基因印記的動態表達規律，填補了人類胚胎發育研究的多項空白。
本次研究依託自主可控的時空組學核心技術，攻克了胚胎發育空間定位解析的技術瓶頸，構建了全層級的胚胎發育調控體系。所有研究數據已公開至HESTA數據庫，為先天缺陷篩查、器官再生、幹細胞治療、類器官培育提供了精準標準藍圖，也再次印證了我國時空組學技術在全球生命科學研究中的領先地位。
