对于发育生物学家来说，人类胚胎发生的早期窗口期在很大程度上是未知的。

2023年3月23日，中国海洋大学施威扬及美国纪念斯隆凯特琳癌症研究所鲍志戎共同通讯在Nature Cell Biology在线发表题为“A single-cell transcriptome atlas profiles early organogenesis in human embryos”的研究论文，该研究检测了4-6周的人类胚胎的细胞多样性。在超过180,000个单细胞转录组的基础上，该研究生成了18个发育系统中313个簇的综合图谱，并使用来自157份出版物的本体和标记进行了注释。

结合胚胎切片上的空间转录组，该研究描述了以前未被重视的细胞类型的分子和空间结构。结合其他脊椎动物的数据，这些丰富的信息揭示了轴的空间模式、发育进程的系统性时间调节和潜在的人类特异性调节。总之，本研究提供了人类器官早期祖细胞的概况，可作为器官发生谱系分析的基础。

人类胚胎发生在2.5周时完成原肠胚形成，4周时主要胚胎器官和组织类型开始分化。从原肠胚形成到器官发生的转变是以早期祖细胞产生的细胞多样性急剧增加为标志的。也是在这个阶段，大多数发育缺陷开始出现，可能导致流产或出生缺陷。

在脊椎动物中对这些过程的研究大多在小鼠和斑马鱼等模型系统中进行，但由于技术困难和伦理限制，它们在人类胚胎中的保守程度尚不清楚。虽然单细胞数据已经在后期阶段对人类胚胎发生进行了系统或以器官特异性的方式进行了检查，但细胞多样性大幅扩张的关键时间窗口仍有待探索。

早期人类胚胎单细胞转录组图谱（图源自Nature Cell Biology）

该研究通过检测Carnegie阶段(CS) 12-16(4-6周)的人类胚胎来研究这一发育窗口，并提供了早期人类胚胎的全面单细胞转录组图谱。在超过180,000个单细胞转录组的基础上，该研究生成了18个发育系统中313个簇的综合图谱，并使用来自157份出版物的本体和标记进行了注释。

系统数据集成（图源自Nature Cell Biology）

结合胚胎切片上的空间转录组，该研究描述了以前未被重视的细胞类型的分子和空间结构。结合其他脊椎动物的数据，这些丰富的信息揭示了轴的空间模式、发育进程的系统性时间调节和潜在的人类特异性调节。总之，本研究提供了人类器官早期祖细胞的概况，可作为器官发生谱系分析的基础。

参考消息：

https://www.nature.com/articles/s41556-023-01108-w