随着科学技术的不断进步和医保政策的进一步支持，辅助生殖技术（俗称试管婴儿）已逐步普及并成为不孕不育的主要治疗手段之一。但该技术的效率依然受限，最大的瓶颈在于高达一半的人类胚胎在前五天发育过程中会发生停滞，无法用于移植。常规技术如多组学只能对已停滞的胚胎进行单节点分析，无法回顾和溯源停滞前所发生的生物学事件。
人类胚胎植入前发育的显微成像。受访团队 供图6月11日发表于Cell的一项多单位合作成果，通过荧光活细胞显微成像技术，首次实现了对人类着床前胚胎发育过程的“高清”动态观察，捕捉到人类胚胎最初120小时高清动态过程，发现胚胎着床前停滞机制及干预策略。北京生命科学研究所研究员苏俊、中信湘雅生殖与遗传专科医院研究员林戈、中国科学院动物研究所研究员王红梅等为论文通讯作者。
研究团队系统分析了超过150枚人类及食蟹猴胚胎中的2000余次卵裂事件，发现早期与晚期胚胎停滞分别由两种不同的机制驱动。
针对早期卵裂，团队发现人类与食蟹猴胚胎前五天发育过程中纺锤体（染色体分离机器）的异常率及其伴随的染色体错误率呈现出明显的阶段特异性：第一次卵裂期仅约5%，第二次卵裂期骤升至30%–45%，第三次卵裂期回落至5%，随后逐渐降至正常体细胞水平（约1%）。研究团队通过进一步的分析和验证，明确了纺锤体异常、染色体错误和胚胎细胞周期停滞之间的因果关系。
为探明纺锤体异常在人类胚胎二细胞阶段高发的原因，研究团队聚焦于细胞内的微管细胞骨架组织中心——中心体。中心体在人类卵子发育过程中发生退化，但精子携带的两个中心粒可在受精卵中重新介导中心体的形成。通过一系列的机制实验，研究人员证实中心体对于着床前胚胎的纺锤体组装具有绝对必要性，其数目异常可直接诱导异常纺锤体的产生。
团队进一步研究发现，人类胚胎在二细胞阶段首次复制中心体时的出错率同样约为40%。基于此发现，研究团队在二细胞阶段短暂施加半抑制浓度的中心体复制关键调控激酶PLK4抑制剂centrinone，成功阻断了胚胎中心体复制错误。值得注意的是，该策略对中心体数目正常的胚胎细胞无不良影响，未来有望用于早期胚胎停滞的临床干预。
研究得到了中国科学院院士贺福初的指导，获得科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金委员会项目、阿里巴巴达摩院青橙奖、中信集团重大科研项目等资助。
相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.cell.2026.05.037
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