生命从一个受精卵开始，如何在短短数周内分化出复杂精密的器官系统？这是发育生物学中最引人入胜的谜题之一。原肠胚形成后至第8周，胚胎进入器官发生的“黄金窗口期”——心脏开始跳动，神经管闭合，肝脏、肺和肾脏等脏器雏形相继建立。这一过程一旦出现偏差，就可能导致先天性心脏病、神经管畸形等出生缺陷。然而，受限于技术手段，科学家一直难以在保留空间位置信息的前提下，全景式地观察这一阶段全胚胎的基因表达动态。如今，中国科学家在这一领域迈出了关键一步。

北京时间5月28日，国际顶级学术期刊《自然》（Nature）在线发表了一项研究成果——复旦大学附属妇产科医院、华大生命科学研究院基因组多维解析技术全国重点实验室、浙江大学医学院等团队联合攻关，依托华大自主研发的时空组学技术Stereo—seq和单细胞建库平台DNBelab C4，成功绘制全球首个人类胚胎原肠胚形成后（受精后4—8周）全器官高精度时空转录组图谱。

研究首次在全胚胎尺度揭示了50个器官、198个精细亚结构的发育密码，重新定义了人类早期神经发生的时间线，发现了调控心脏起搏与大脑发育的全新分子开关。这是人类迄今最完整、最精准的早期胚胎发育参照蓝图，不仅为破解先天性疾病、发育性疾病提供了前所未有的分子靶点，也为未来器官再生、干细胞治疗等前沿医学研究拓宽了新路径。

受精后4—8周的胚胎体型只有米粒到蚕豆大小，但细胞数量却从数百万增长至上亿级。细胞一边快速增殖，一边精准定位、分化分工、定向迁移，要理解这一过程，精准测定每个细胞的空间定位与基因表达水平尤为关键。

得益于华大时空组学技术Stereo—seq纳米级分辨率和厘米级全景视场的优势，研究团队首次构建了全尺度整合的人类胚胎发育与器官发生图谱，刻画了心脏、大脑、肾脏等关键器官的早期发育调控程序。这份跨发育阶段的动态图谱，让科学家以超高清视角“看清”胚胎里的每个细胞在哪、做什么、受谁指挥。

这份时空图谱还展现出对于胚胎发育与疾病机制关联研究的重大价值。借助该图谱，研究团队系统揭示了多个与健康息息相关的关键发现。可以说，这份胚胎发育时空图谱，不仅帮助解读胚胎发育奥秘，更是一份精准的“人类疾病导航图”，为先天疾病的早期排查、病因分析提供了坚实的科学依据。

文/广州日报新花城记者：王纳
广州日报新花城编辑：黎慧莹