破譯人類胚胎“黑匣子”中國科學院動物所成果獲杰出科技成就獎
中國網/中國發展門戶網訊(記者 王振紅)1月28日,中國科學院2025年度中國科學院杰出科技成就獎正式頒發,該獎項設有個人成就獎、基礎研究獎、技術發明獎、科技攻關獎4個獎項。中國科學院動物所“靈長類胚胎發育的規律解析與體外模擬”成果榮獲基礎研究獎。
該研究由動物所器官再生與智造全國重點實驗室王紅梅、黃仕強、郭帆、王雁玲和于樂謙組成的團隊完成。團隊聚焦人類早期胚胎發育領域科學前沿與生殖健康重大需求,歷經27年合作,系統解析了靈長類早期胚胎發育規律(包括胚胎自身發育及胎盤對胚胎的支持機制),并構建了人類胚胎發育的體外精準模擬體系,為出生缺陷與反復妊娠失敗建立疾病模型和藥物篩選平臺。

中國科學院動物所“靈長類胚胎發育的規律解析與體外模擬”獲基礎研究獎。
動物所副所長王紅梅研究員表示,“人類胚胎發育的第14至28天,經歷原腸運動,形成器官雛形,這是器官發育的起點,也是發育相關疾病的源頭。但由于體內胚胎極難獲取,體外培養存在嚴格倫理界限,缺乏研究模型,這個階段長期被視為‘黑匣子’?!?/p>
針對這一“黑匣子”階段,團隊以與人類遺傳、解剖和生理高度相似的食蟹猴為模型,精準獲取原腸運動早、中、晚期的胚胎,揭示三胚層分化、早期神經發育、體節與腸管形成等關鍵事件及其調控機制。
基于對猴早期胚胎發育的認知,團隊進一步突破技術瓶頸,在嚴格遵守倫理的前提下,獲取了人類“黑匣子”階段的寶貴胚胎。借助空間測序和深度學習系統,全景式呈現了人類胚胎的發育特征,首次實現各細胞中基因的精準空間定位和動態追蹤,建立了人類早期胚胎發育的三維數字化動態解析體系,精確解析了原腸運動的分子事件及其調控機制。王紅梅指出,“這項研究建立了人類‘黑匣子’階段胚胎的首張完整數字化圖譜,為探究極早期胚胎發育提供了全新視角和重要基礎?!?/p>
團隊發現人類胎盤具有獨特的糖脂代謝模式,通過該模式調控胎盤多核細胞的形成以及胎兒所需的營養傳輸,胎盤代謝紊亂可導致母體和胎兒的健康受損。團隊進一步在食蟹猴上解析了孕期母體重要器官的代謝改變,以及胎盤如何協同母體多器官支持胚胎的發育?!跋盗醒芯繛樘ケP支持胚胎/胎兒發育的代謝表觀調控機制研究開辟了新思路,并為子癇前期等妊娠相關疾病的干預提供了潛在策略?!蓖跫t梅表示。
團隊利用靈長類動物胚胎和基于干細胞的人工合成胚胎模型,構建了人類胚胎發育的體外模擬體系,創造靈長類胚胎體外孕育最長時程紀錄,并研制出國際首例人類人工合成胚胎。王紅梅指出,“團隊首先建立了高保真模擬食蟹猴胚胎發育的體外長時程培養體系,精準模擬了早期神經系統發育,包括神經板特化、神經管閉合、神經嵴細胞遷移等發育事件。這項工作為未來出生缺陷疾病模型的搭建奠定了重要基礎?!眻F隊通過與臨床機構合作,建立了來源于小腦癥患者細胞的人工胚胎模型,揭示了核糖體基因突變介導神經祖細胞增殖異常導致小腦癥的致病機理,并發現了潛在的干預靶點。
王紅梅指出,研究成果揭示了人類早期胚胎發育的重要規律,為出生缺陷等發育相關疾病的源頭防治提供了新理論與可能的新方案,顯著提升了我國在胚胎發育與生殖健康領域的國際引領力。







