谱系追踪揭示小鼠胚胎及干细胞来源胚胎模型中的命运限制异步发生

哺乳动物胚胎具有发育可塑性，却能形成可重复的身体结构，其背后的机制仍不清楚，部分原因在于无法在体内连续追踪细胞谱系。我们将 DNA Typewriter 谱系记录技术与四倍体互补实验相结合，重建了小鼠发育过程中的高分辨率单细胞系谱，并构建了分析框架 FateVec，用于基于重建的系统发育树推断命运偏向的动态变化以及与谱系相关的转录程序。研究发现，发育潜能的丧失是渐进且不同步的：在原肠胚形成期间形态发生分化之前，多条谱系已呈现可检测的命运偏向。在神经嵴中，多数细胞在较长时间内仍保持多能性，而不同的创始细胞分支在命运限制的时间上差异显著。将谱系记录扩展至干细胞来源的胚胎模型后，我们发现，具有相似转录特征的细胞可能源自不同的谱系关系。我们还发现，胚胎谱系可贡献于胚外样细胞状态，揭示了一种尚未探索的谱系可塑性。这种具备谱系分辨率的胚胎发生研究表明，仅凭细胞身份既无法预测其发育祖源，也无法判断其命运受限的时间。

华盛顿大学已就分子记录技术提交相关专利申请，J.C. 被列为发明人。作者声明，除此之外不存在其他利益冲突。

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关键词：单细胞谱系追踪 · 胚胎发育 · 命运限制 · 神经嵴多能性 · 胚胎模型

原文链接：https://doi.org/10.64898/2026.10.06.756974

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