东北大学发现,人类胚胎在两细胞阶段就出现大量蛋白差异,其中一颗细胞更有可能发育成健康胚胎。这一发现推翻了“早期细胞完全相同”的传统认知,将直接影响未来干细胞治疗效率。

过去大家一直觉得,人类胚胎在很早期就像一张白纸,所有细胞都一模一样,想变成什么组织都可以。最新研究却发现,事实完全不是这样。

Nikolai Slavov领导的东北大学团队发现,受精后第一次分裂成两个细胞时,这两个细胞就已经差别很大了。

“很多人以为那时候两个细胞几乎一样,”Slavov说,“但我们发现它们在分子层面差异惊人,而且这些差异能提前预测哪一颗细胞更容易长成完整的胚胎。”

研究人员用一种叫单细胞蛋白质组学的新技术,直接测量了单个细胞里几千种蛋白的含量。结果显示,两细胞胚胎里两个细胞的蛋白种类和数量天差地别。更关键的是,蛋白多的那颗细胞,日后发育成功的概率明显更高。

这意味着,胚胎从来不是平均分配机会,而是从第二天就分出了“优等生”和“普通生”。

这项发现之所以重要,是因为它直接关系到干细胞治疗和试管婴儿技术。现在科学家想把普通体细胞重新编程成类似胚胎干细胞的状态,再用它们长出新器官或者修复组织。但成功率一直不高。Slavov说,如果我们知道哪些蛋白决定了细胞的“发育潜力”,就可以有针对性地补上这些蛋白,让编程效率大幅提高。

这项技术是Slavov团队自己发明的。2018年他们第一次做到在单个细胞里同时检测上千种蛋白,后来又升级到2000多种。这次用在人类和鼠标的两细胞胚胎上,结果完全一致:蛋白差异很早出现,而且能精准预测未来命运。

有趣的是,鱼类和爬行动物胚胎早就被发现有这种“预设格局”,但哺乳动物一直被认为更“民主”,早期细胞高度一致,还能互相补偿。实验也确实证明,把哺乳动物两细胞胚胎拆开,每一颗单独培养都能长成完整个体。可现在看来,它们虽然都能长成,但成功概率其实一开始就不一样。

Slavov他们把两细胞分开,分别培养,再回头看蛋白数据,发现蛋白更丰富的那一颗,果然更容易长成活蹦乱跳的小鼠。人类胚胎实验也得到完全一样的结果。

这项研究2025年12月刚发表在《细胞》杂志上。研究人员相信,找到这些关键蛋白后,未来可以人为提高干细胞变成类胚胎结构的成功率,甚至可能改善试管婴儿着床率。

一句话总结:胚胎从第二天就开始卷了,而且卷赢的那一颗,蛋白质写满了答案。

本文译自 northeastern,由 BALI 编辑发布。


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