早期器官发生是胚胎发育的关键转折点，心脏、神经管和体节等基础结构在这一阶段相继成形。然而，由于缺乏空间分辨率的分子数据，科学家对灵长类胚胎如何在这一时期实现精细的细胞组织与区域分化，始终未能形成清晰的认识。

2026年5月7日，西湖大学刘晓东研究员团队联合华大基因刘龙奇博士、中科院动物所于乐谦研究员团队在《自然·细胞生物学》上发表题为《A three-dimensional spatial transcriptome atlas reconstructs early organogenesis in primate Carnegie stages 9 and 10 embryos》的研究论文。研究团队以食蟹猴为模型，利用高分辨率空间转录组技术结合三维重建，绘制了卡内基分期第9期和第10期胚胎的完整三维空间转录组图谱，系统解析了早期器官发生过程中多个关键事件的分子空间组织规律。

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研究团队对自然受精获得的CS9和CS10两个发育阶段的食蟹猴胚胎进行了连续冰冻切片，每个胚胎获得十个近正中的矢状切片。通过Stereo-seq空间转录组测序和三维重建，他们成功构建了包含外胚层、中胚层和内胚层来源的22个主要细胞谱系的立体转录组地图。分析显示，从CS9到CS10，胚胎的转录程序呈现明显的时空动态变化：心脏祖细胞从咽部中胚层逐步分化为心肌和心内膜，形成功能分区明确的原始心管；神经管沿背腹轴出现三个转录特征不同的脊髓亚群，反映了神经管在神经胚形成过程中的逐步腹侧化与功能成熟。

在信号分子分布方面，研究团队发现FGF、WNT、BMP和Hedgehog等多个通路的配体沿胚胎前后轴呈现区室化表达模式，FGF3、FGF8和WNT5A等集中在后部区域，而FGF7和WNT2则富集于心脏等前部组织。与此同时，HOX基因在后部组织包括脊索、原肠管和后肠中呈现出严格的空间限制性表达，前后轴区域化的分子边界随发育进程日益明晰。

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研究还追踪了原始生殖细胞在胚胎后部的定位。借助单细胞转录组特征映射和免疫荧光验证，他们发现表达NANOG、SOX17和TFAP2C的原始生殖细胞集中出现在后肠-尿囊区域，并且这些细胞同时表达趋化因子受体CXCR4，而其配体CXCL12则在后方肠管中广泛富集，提示CXCL12-CXCR4信号轴可能参与灵长类原始生殖细胞的定向迁移。

通过与已发表的人类和小鼠胚胎数据跨物种比较，研究团队揭示了脊髓和体节的转录程序在三个物种中高度保守，而卵黄囊内胚层则表现出明显的灵长类特异性代谢特征，包括糖胺聚糖生物合成通路的富集。该三维图谱已通过在线平台开放共享，为研究灵长类早期发育、演化比较和再生医学提供了重要的参考资源

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