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每一个人类个体的诞生，无疑是一个神奇的生物学过程：一个受精卵通过繁殖、分化，最终形成了一个具有万亿细胞、能进行无数种复杂活动的人。近日，来自中国、英国和韩国等国的科学家在《自然》杂志上发表了4篇论文，反向推算出人体从受精卵到成人的发育过程，而他们借助的是每个细胞中特有的指纹——特有的基因突变模式。这个指纹也让我们了解到在成人体内，哪些细胞最终更容易走向癌变。
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李诗源石云雷
人体由数以万亿计的细胞构成，它们组成了不同的器官系统，执行着无以计数的任务。这些细胞全都来自受精卵——在胚胎发育的过程中，受精卵循环往复地分裂，产生了数量庞大的后代细胞。在此后的生命历程中，细胞也会继续分裂，以填补死亡细胞的空缺，确保组织可以持续地发挥功能。通过分析体内细胞之间的亲缘关系，我们可以获知它们分裂和迁移的历史。
每个细胞的“指纹”
在一个细胞完整的生命历程中，它们会不断地发生随机的基因突变，这些突变会传给子细胞，成为子细胞一个永久的“标签”。因此，细胞中的基因突变模式可以作为一种指纹，用来确认它们的祖细胞，可以一直追溯到受精卵阶段。通过对身体不同部位的细胞进行基因组测序，在其中两篇最新论文中，来自韩国和英国的科学家确定了细胞之间的谱系关系，并构建了细胞的“家谱树”，让我们得以对细胞进行溯源。
这两项研究均阐明了人类胚胎发育早期的场景。研究人员从成年捐赠者的体内获取解剖组织样本，根据单个细胞的突变图谱构建出细胞谱系树，呈现了在从最初的受精卵到成熟人体的过程中，具有分化能力的祖细胞与各组织中细胞的关联，以及各个组织中细胞彼此之间的关系。谱系树中的各个分支点，则向我们呈现了胚胎发育早期细胞产生过程的细节。
从构建的细胞谱系中，他们发现，在不同个体中，最初产生的两个祖细胞对后来身体组织的贡献度存在很大差异。在有的个体中，两个祖细胞的贡献之比为60:40；而有的个体中，这一比例达到了93:7。在身体两侧的组织之间以及不同部位和器官之间，祖细胞分化产生的组织量也不尽相同。这一发现也表明，在胚胎发育早期，细胞命运的决定过程在本质上是一个随机的过程。
此外，早期分裂产生的8个细胞里，只有大约3个细胞后续会分化成胚胎组织，而其他的细胞则会形成其他组织，例如胎盘等。而且在胚胎发育早期，大量细胞会混合在一起。这意味着相邻组织中的细胞，可能是由两个不同的祖细胞分化而来的，所以物理距离相近的细胞，并不一定存在关联。例如研究人员发现，相邻的结缔组织细胞，实际上可能来自在第一次胚胎分裂中就分离开的细胞。
在物理距离上相近的细胞，最初可能由完全不同的祖细胞分化而来。（图片来源：《自然》
