完整哺乳动物着床前胚胎原位统一转录组与力学图谱

摘要

多细胞组织的发育与维持要求细胞状态与其局部环境紧密耦合，其中包括几何和力学线索。然而，在完整组织中研究这种耦合一直具有挑战性，因为现有测量技术无法同时评估力学性质和经分子定义的细胞状态。为弥补这一空白，我们提出了统一转录组与力学图谱（Unified Transcriptome and Mechanics Map, UTMM），这是一种可在完整三维多细胞结构内并行测量转录组和细胞质刚度（高频弹性模量）的方法。UTMM依赖于两项创新：（1）一种面向完整三维胚胎的靶向原位RNA测序方法（3DISS）；以及（2）一种利用高频细胞内细胞器涨落在体推断细胞水平刚度的策略。我们将UTMM应用于从合子期到桑椹胚期的小鼠胚胎，以表征在早期谱系指定过程中RNA表达与细胞质刚度如何发生耦合。我们的数据表明，在早期桑椹胚中，滋养外胚层与内细胞团（ICM）谱系之间出现了转录和形态上的差异，同时从2细胞期到桑椹胚期，所有细胞的细胞质刚度均逐渐降低（软化）。此外，我们观察到早期谱系偏倚与差异性力学性质相一致，反映出不同的新兴发育程序。当我们通过力学扰动延缓这一软化过程时，胚胎发育进程受到阻碍，凸显了协调的力学变化与转录变化在功能上的重要性。总体而言，这些结果表明UTMM能够连接多细胞系统中的分子动力学与力学动力学，为研究生物力学线索如何在完整组织中塑造细胞命运决定提供了强有力的框架。

一句话总结

对着床前哺乳动物胚胎中的空间转录组与细胞质力学进行联合三维原位定量。

关键词：着床前胚胎 · 原位转录组 · 细胞力学 · 谱系指定 · 小鼠胚胎

原文链接：https://doi.org/10.64898/2026.02.23.706394

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