會消失的器官卵黃囊 對人類胚胎早期發育極關鍵

與母體分離後,雞胚胎唯一的營養來源就是人類稱為「蛋黃 (yolk) 」的黃色物質。相反,人類等的哺乳類在有胎盤與母體連接下,我們不需要「蛋黃」來維持胚胎的發育。

不過,在受精後一週左右,正在發育的胚胎細胞束會消耗寶貴的資源來製造卵黃囊 (yolk sac) 。到妊娠第一期結束時,這個臨時器官已經開始萎縮,到第 14 週時已不再可被檢測到。

最新刊於《科學》的研究就發現,人類保留這個看似無用、但演化史上源遠流長的臨時器官,是有好幾個原因。

有參與研究的英國維康桑格研究所皮膚科醫生 Muzlifah Haniffa 指出,繪製出懷孕最初幾週卵黃囊如何演化的圖譜,對了解免疫系統的發育是關鍵的。研究也是首次展示卵黃囊的多個器官功能,並看到從卵黃囊到肝臟再到骨髓的連接。

基於各種模型動物的研究表明,人類的卵黃囊是最早的血細胞來源,不僅是輸送氧氣的紅血球,還有負責免疫反應的白血球,它們會從卵黃囊移動到肝臟,然後到達骨骼並幫助形成骨髓。

雖然這種廣泛的功能似乎很清楚,但專門針對人類卵黃囊的研究很少。為了更了解這些胚胎組織如何在人體實際運作,團隊對卵黃囊細胞主動產生的任何 RNA 鏈進行測序,找出其生成的物質。

團隊分析了近 170,000 個受孕後 4 到 8 週的人類卵黃囊細胞,發現這些細胞會製造 15 類組織,這些組織類型不僅產生血細胞,而且有助各種重要早期功能的形成。

與大多數其他哺乳類動物一樣,人類卵黃囊是血細胞、凝血劑和代謝酶的早期生產者。即使沒有如雞蛋蛋黃的存在,卵黃囊在分解糖和脂質、處理毒素以及快速追蹤免疫細胞的發育和分散,也發揮著重要作用。

然而在細胞水平上,團隊發現人類卵黃囊組織與如小鼠的典型實驗室模型細胞,以及其生化路徑存在顯著差異。

團隊表明,了解卵黃囊如何影響人類早期發育的關鍵部分,可以為未來的疾病理論,或改善人造組織和器官製造提供資訊。

來源:

Science Alert, Human Embryos Have a Mysterious Yolk Sac, And We Finally Know Why

報告:

Goh, I., Botting, R.A., Rose, A. & et al. (2023). Yolk sac cell atlas reveals multiorgan functions during human early development. Science Vol 381, Issue 6659. doi: 10.1126/science.add7564

文/AC

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