图2：人类胚胎生殖细胞的发育过程概览

（二）准确鉴定出了人类胚胎雌性性腺中的4种关键类型的微环境细胞：性腺内皮细胞、早期颗粒细胞、晚期颗粒细胞、以及壁颗粒细胞。同时也准确鉴定出了人类胚胎雄性性腺中的4种关键类型的微环境细胞：性腺内皮细胞、支持细胞、间质前体细胞、以及成熟间质细胞。在此基础上，系统鉴定了这8种性腺微环境细胞的转录特征，表面标志，信号通路活性，以及核心转录因子网络。

（三）在单细胞水平系统分析了以上各种类型性腺细胞在发育过程中重要的基因表达模式，并且运用ARACNe (the Algorithm for the Reconstruction of Accurate Cellular Networks)方法分析鉴定出在各个关键发育阶段雌性和雄性生殖细胞中可能起核心调控作用的转录因子网络。例如，MALE和ZGLP1在视黄酸信号响应阶段的雌性生殖细胞中可能起关键调控作用；FIGLA和STAT1对于原始卵泡生成阶段的雌性生殖细胞的发育可能至关重要。

（四）准确鉴定出人类胚胎生殖细胞与性腺微环境细胞之间通过BMP和NOTCH等信号通路进行相互调控，协同维持性腺发育的稳定性和连续性。特别是该研究发现在同一个胚胎中的早期阶段生殖细胞与晚期阶段生殖细胞之间通过NORDAL等信号通路相互作用，共同维持二者之间的动态平衡。

（五）视黄酸信号通路的精确调控对于生殖细胞进入减数分裂至关重要。通过对视黄酸信号通路中的相关基因表达进行系统的分析，该研究首次发现：合成视黄酸的基因RDH10在雌性生殖细胞中的表达水平明显高于雄性生殖细胞，降解视黄酸的基因CYP26A1在视黄酸信号响应阶段和减数分裂前期阶段的雌性生殖细胞中上调。该研究表明视黄酸的快速合成与及时降解之间的精确动态平衡对于人类雌性生殖细胞进入减数分裂起重要调控作用。

（六）通过对与细胞周期阻滞相关基因的表达情况进行分析，该研究发现NANOS2，CDKN2B和CDK6等基因对于人类胚胎期雄性生殖细胞进入有丝分裂阻滞阶段可能起关键调控作用。

（七）运用免疫荧光染色技术对18周人类胚胎卵巢组织中的四种主要类型生殖细胞进行分析发现：随着发育的进行，人类胚胎生殖细胞的大小会逐渐增大，由有丝分裂阶段的8-10 μm到原始卵泡发生阶段的23-28 μm；有丝分裂期和视黄酸信号响应期的胚胎生殖细胞大多分布在卵巢皮质的周边区域，减数分裂前期和原始卵泡生成期的胚胎生殖细胞的分布则更靠近卵巢中心（髓质）的区域；四种胚胎生殖细胞数量的比例依次是25%，40%，25%，10%。而18周的胚胎睾丸组织中有丝分裂阶段和分裂阻滞阶段的生殖细胞的比例分别为40%和60%。

该研究对人类胚胎生殖细胞在妊娠4周到26周的长达五个月的发育关键期的转录组进行了全面、系统、深入的解析与阐释，深化了对于人类生殖系细胞的有丝分裂、减数分裂、卵泡发生、细胞迁移、性别分化、生殖细胞-微环境细胞互作等一系列关键的生殖生物学过程的理解；特别是加深了对于生殖系-非生殖系细胞在性腺发育过程中的互动与协同调控机理的理解。该研究对高度动态但又精确协调的核心转录因子以及信号通路的解析为多能性干细胞体外定向分化为生殖细胞研究提供了非常有价值的线索。该项研究描绘的体内正常生理情况下人类胚胎生殖细胞的发育历程将为生殖细胞相关疾病（如不孕不育和畸胎瘤等）的诊断和治疗提供路标。

北京大学生命科学学院博士生李莉、董骥和北医三院生殖中心闫丽盈博士为该论文的并列第一作者。北大-清华生命科学联合中心汤富酬和乔杰为该论文的共同通讯作者。该项研究得到了国家自然科学基金、国家基础研究计划、北京市科学技术委员会、国家高技术研究发展计划、北京未来基因诊断高精尖创新中心、以及北大-清华生命科学联合中心的资助。

图3：人类雌性胚胎生殖细胞动态基因表达模式

图4：人类雄性胚胎生殖细胞动态基因表达模式

来源：生命科学联合中心