很多不孕不育患者寄希望于试管婴儿技术，但目前，该技术从受精至囊胚形成的5天窗口期内，超过50%的人类受精卵会发生发育停滞，无法移植回母体内着床。近日，清华大学生物医学交叉研究院助理教授、北京生命科学研究所研究员苏俊及其团队第一次拍摄到着床前胚胎发育5天连续过程的高清画面，并发现这个阶段胚胎发育停滞高发的两大原因，为寻找临床防治策略提供了理论基础和方向。相关成果6月11日在线发表于《细胞》。

苏俊团队拍摄的着床前胚胎高清照片

着床前胚胎本身无色且透光，要观察其内部结构的精细动态，需要借助荧光标记和激光激发来获取高对比度的图像。但着床前胚胎极其脆弱，高强度的激光照射会对其造成损伤，因此常规的显微成像技术如共聚焦或双光子最多只能对其进行24-48小时的连续观察。为了攻克这一技术难点，苏俊团队于三年前搭建了全球第一台高通量双视野活细胞光片显微镜，可以在不影响胚胎发育的前提下，以12分钟的间距和300*300*2000纳米的体数大小进行深度达300微米的长时程显微成像，从而首次实现了着床前胚胎发育全5天的高清拍摄。

利用这台显微镜进行高通量的高清连续成像，团队系统分析了超过150枚人类和食蟹猴胚胎中的2000多次细胞分裂，最终得到前所未有的新发现，即前3天（早期）和第4天（晚期）的胚胎停滞是由两种截然不同的机制所驱导。

苏俊（右三）及其团队部分成员

团队通过对收集到的正常人受精卵进行发育动态分析，发现超过70%的早期停滞胚胎在第二次卵裂时均发生了纺锤体异常，且前三次卵裂中，只有第二次卵裂的异常能预测着床前胚胎发育的结局。接着，团队通过一系列实验与分析，明确了二细胞阶段易发的纺锤体异常会直接导致染色体异常，继而在三次分裂内引发胚胎细胞周期停滞，至此团队阐明了着床前胚胎停滞的一个原因。研究进一步发现，早期发生的胚胎停滞主要与纺锤体异常和伴随的染色体错误有关，但是晚期发生停滞（（即桑椹胚阶段））的胚胎却未见染色体异常。

团队在第二次卵裂阶段短暂加入半抑制浓度的中心体复制关键调控激酶PLK4抑制剂centrinone，成功将中心体正常细胞的比例从40%提升至80%，极大降低了胚胎中心体复制错误的发生概率，且不影响中心体数目正常的胚胎细胞，未来有望用于早期卵裂停滞的临床防治。此外，针对着床前胚胎晚期发育停滞，团队正利用新开发的内质网应激小鼠胚胎模型筛选有效的小分子抑制剂，为挽救桑椹胚阶段的停滞提供适用于临床的防治方案。

文/北京青年报记者 雷嘉
编辑/张丽