2010年7月，Developmental Cell雜志發表了中科院上海生命科學研究院/上海交大醫學院健康科學研究所干細胞生物重點實驗室金穎和張濟課題組共同完成的研究論文。

圖片來源：Cell網站

　　著床后人胚胎發育涵蓋了胚胎早期器官形成最關鍵時期，即從Carnegie Stage 9(胚胎發育第20天，E20)到Carnegie Stage 14(胚胎發育第32天，E32)。從發育形態變化角度，各個器官經歷了從無到有的奇妙過程；從發育進化角度，這個奇妙過程高度保守；從發育潛能角度，干 性潛能與分化潛能既定時空程序協調性變化。這些背后的分子基礎是遺傳信息表達精密調控的基因相互作用網絡。然而，相比模式生物與體外細胞模型研究，由于受 限于人胚胎研究標本以及倫理上的限制，關于人胚胎發育的分子機制知之甚少。

　　楊穎博士和方海博士等在金穎和張濟導師的指導下，與新華醫院婦產科合作，利用臨床藥物流產胚胎，應用基因芯片對 該早期器官胚胎發育6個連續階段進行基因表達變化譜刻畫。通過數據深層次挖掘并整合功能、轉錄調控、表型及疾病相關的數據庫，他們發現整個胚胎形態變化受 基因表達譜變化所驅使，主要包括兩組基因：呈現逐漸下調變化趨勢的基因負責早期器官起始，而逐漸上調變化的基因主要參與器官原基形成。同小鼠發育表達譜以 及人胚胎干細胞各種組學數據進行比較分析，進一步發現干性相關基因呈逐漸降低的趨勢，而分化相關基因呈現兩種表達模式。 在此基礎上，整合蛋白質相互作用信息，挖掘人胚胎早期器官過程中相互作用網絡(hORGNet)，由兩個細化的與干性相關的模塊 (hStemModule)和與分化相關的模塊(hDiffModule)模塊組成，分別表征干性潛能狀態變化情況與分化狀態。進一步通過小鼠表型富集分 析，hStemModule可能與胚胎早期致死相關，而hDiffModule則可能多的是與出生后致死相關。這一研究建立了國際上唯一的人早期器官形成 期基因表達的譜式，為探索人類發育早期的分子調控和人多能干細胞體外的定向誘導分化提供的寶貴的信息。

　　該研究工作得到國家自然科學基金、國家高技術研究與發展計劃，上海市教育委員會重點學科建設項目和科學院創新項目等的支持。

原文出處：

Developmental Cell, DOI：10.1016/j.devcel.2010.06.014

Transcriptome Analysis of Early Organogenesis in Human Embryos
Hai Fang, Ying Yang, Chunliang Li, Shijun Fu, Zuqing Yang, Gang Jin, Kankan Wang, Ji Zhang, Ying Jin

Genome-wide expression analysis of embryonic development provides information that is useful in a variety of contexts. Here, we report transcriptome profiles of human early embryos covering development during the first third of organogenesis. We identified two major categories of genes, displaying gradually reduced or gradually increased expression patterns across this developmental window. The decreasing group appeared to include stemness-specific and differentiation-specific genes important for the initiation of organogenesis, whereas the increasing group appeared to be largely differentiation related and indicative of diverse organ formation. Based on these findings, we devised a putative molecular network that may provide a framework for the regulation of early human organogenesis. Our results represent a significant step in characterization of early human embryogenesis and provide a resource for understanding human development and for stem cell engineering.