2024年2月1日，浙江大学张进团队在 Nature Cell Biology 期刊上发表了题为 Low input lipidomics reveals lipid metabolism remodelling during early mammalian embryo development 的研究论文，该项工作系统描绘了小鼠和人早期胚胎发育过程中动态变化的脂质图谱，并阐明了脂质不饱和度调控胚胎发育的功能与机制。

哺乳动物的生命起始于卵子和精子通过受精作用形成全能性的受精卵，经过一系列的细胞分裂、八细胞期的极化、以及随后的桑葚胚开始的谱系分化，形成包含有内细胞团(ICM)、原始内胚层(PE)和滋养外胚层(TE)的囊胚。 这一过程伴随着显著的代谢重塑，比如从早期卵裂时期的相对比较静息的状态，到后期囊胚时期的相对比较活跃的状态。脂类在多种生物学事件中具有重要的作用，包括能量的存储与代谢、细胞的增殖与分化，以及作为信号转导分子参与信号通路。然而，哺乳动物早期胚胎发育过程中完整的脂类重塑的全景图还尚不存在。                          

基于胚胎样本较难获取，使得我们对于哺乳动物早期胚胎发育中的脂代谢的认知主要集中在脂滴的大小和定位。在该项研究中，研究人员通过高分辨率质谱靶向脂质组学分析平台，实现了在少量胚胎(120个胚胎)水平上进行代谢物的检测，可以鉴定到23大类脂质共300余种脂质分子，包括甘油磷脂、鞘脂和中性脂。通过对每一个脂质分子中的碳碳双键数目进行总结，发现随着发育的进行，脂质不饱和度呈现增加的趋势。另外，在人类早期胚胎发育过程中，由于实验材料的稀缺，内源的脂质分子的动态变化及其对胚胎发育的影响还鲜有研究。在上述以小鼠为模式生物研究的基础上，研究人员对人的八细胞胚胎和囊胚期胚胎进行了脂质组学检测，发现在脂质种类，脂质变化趋势以及不饱和度增高方面均存在物种之间的保守性。

该研究进一步探索了脂质不饱和度调控囊胚形成的分子机制。研究表明，在八细胞胚胎形成后，会产生卵裂球极性建立的现象，该过程由极性蛋白(aPKC, Ezrin)、细胞骨架蛋白(keratin8，keratin18)和脂质分子(PIP2)协同完成。遗传学方法发现去不饱和酶(Scd1,Fads)可以减弱Ezrin蛋白在质膜上的流动，导致骨架蛋白keratin8/18的分布不正确，影响胚胎发育正常进行。此外，体外胚胎干细胞ESC和TSC中抑制去饱和酶的活性有类似的结果。此项研究为哺乳动物植入前胚胎发育中内源性脂质的重塑提供了宝贵的资源，通过检测到的不同的脂肪酸也有利于优化胚胎体外培养的条件，从而为诸如人类体外受精(IVF)的辅助生殖技术提供更多的理论知识。

浙江大学张进教授，中国科学院遗传与发育生物学研究所税光厚研究员，中国医科大学附属盛京医院生殖医学中心李达教授为本文的通讯作者，浙江大学良渚实验室特聘副研究员张玲，浙江大学良渚实验室特聘副研究员赵静，中国科学院遗传与发育生物学研究所Sin Man Lam研究员, 浙江大学博士生陈浪，中国医科大学附属盛京医院生殖医学中心助理研究员高英卓，浙江大学博士生王文杰为本文的共同第一作者，浙江大学叶存奇研究员，李炫臻研究员，周全研究员，沈宁研究员为本研究提供了重要帮助。研究受到了国家自然科学基金委，浙江省自然科学基金委的支持。 

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41556-023-01341-3 

张进，浙江大学求是特聘教授，长聘教授，博士生导师，良渚实验室核心PI。国家中组部万人计划科技创新领军人才, 浙江省杰青, 杭州市521领军创新人才。中国细胞生物学会代谢分会青年委员会副秘书长。浙江省细胞基因治疗与基因组医学工程研究中心副主任。实验室长期从事哺乳动物早期胚胎发育的代谢调控，以及多能干细胞分化Mac, NK等免疫细胞的转化研究。研究工作发表于Nature Immunology(2023) , Nature Cell Biology(2024), Nature Metabolism(2021), PNAS(2023), Cell Metabolism(2018), Nature Communications(2021,2023,2024)等知名学术期刊。