在辅助生殖技术中，一个令人沮丧的现实是：人类受精卵在体外培养时，仅有约50%能够成功发育至可供移植的囊胚阶段。这一比率远低于小鼠（超过90%），成为制约试管婴儿成功率的核心瓶颈。长期以来，科学家对导致灵长类胚胎频繁发育停滞的原因争论不休。

2026年6月11日，北生所/清华大学生物医学交叉研究院苏俊研究员、中南大学/中信湘雅生殖与遗传专科医院林戈研究员、北京家圆医院徐小明副研究员、中国科学院动物研究所王红梅研究员和广东智慧医学国际研究院杨云研究员在Cell在线发表题为Two distinct causes contribute to the low efficiency of human pre-implantation development的研究论文，该研究通过对约150个人类和猴子受精卵进行长达5天连续活体成像的研究，终于揭开了谜底。

关键发现：两次“生死劫”

研究发现，人类植入前发育停滞并非由单一原因造成，而是源于两个截然不同的“危险期”，分别对应早期和晚期的发育失败。

文章模式图（图源自Cell）

早期停滞：第二次有丝分裂的“灾难”

研究团队通过高分辨率活体成像追踪了整个发育过程，发现最容易出错的阶段是第二次有丝分裂（即2细胞期向4细胞期过渡时）。在这个关键节点，一些胚胎的细胞中会发生一种名为“随机中心粒过度复制”的现象。中心粒是细胞分裂时组织纺锤体的核心结构，其过度复制会导致纺锤体从正常的双极变成多极，从而在染色体分离时引发灾难性错误。

这种错误是导致人类胚胎中绝大多数微核形成的直接原因。微核是染色体分离错误的标志，它们的出现预示着子细胞将继承错误的染色体数目（非整倍体），最终导致胚胎停滞或死亡。有趣的是，短暂使用一种名为centrinone的PLK4抑制剂可以有效抑制这种中心粒过度复制，提示了潜在的干预方向。

晚期停滞：内质网应激的“干扰”

与早期不同，那些能够度过第二次有丝分裂危机的胚胎，可能在后期（桑椹胚向囊胚转变时）遭遇另一种困境。研究发现，晚期发育停滞与染色体分离错误无关，而是涉及内质网应激反应的异常激活。内质网是细胞内负责蛋白质折叠和加工的细胞器。过度应激会干扰形成囊胚所必需的细胞连接蛋白和极性蛋白的正常表达，从而阻碍胚胎完成压缩和极化这一关键形态发生过程。

科学意义：为精准干预提供路线图

这项研究首次系统阐明了人类胚胎植入前发育效率低下的双重机制，为辅助生殖技术的改进提供了清晰的理论基础。针对早期停滞，未来的策略可以着眼于稳定有丝分裂过程，例如探索使用PLK4抑制剂来预防中心粒过度复制；而针对晚期停滞，则需要关注如何缓解内质网应激，优化胚胎的培养环境。这项研究不仅回答了基础发育生物学中的一个核心问题，也为提高试管婴儿成功率、降低早期流产风险带来了新的希望。

北生所/清华大学生物医学交叉研究院苏俊实验室的博士生李姿萱、中南大学/中信湘雅生殖与遗传专科医院的冷丽智副教授、中国科学院动物研究所的翟晶磊副研究员以及国家蛋白质科学中心（北京）的王晓文副研究员为该论文的共同第一作者。

国家蛋白质科学中心（北京）的贺福初院士提供了重要指导。北生所/清华大学生物医学交叉研究院苏俊实验室的博士生杨武凌、王淑慧、陈妍夙、项振宇、中国科学院动物研究所的万海峰博士、中南大学/中信湘雅生殖与遗传专科医院的张硕屏博士、龚斐副教授、硕士生刘飞耀、北京家圆医院的廖希主任医师、香港大学牙医学院的李昱辉助理教授以及广东智慧医学国际研究院的工作人员曾清提供了重要支持。

该研究获得了科技部国家重点研发项目、北京生命科学研究所内部经费、国家自然科学基金委项目、阿里巴巴达摩院青橙奖、中信集团重大科研项目、中国科学院先导项目、人体蛋白质组导航国际大科学计划（π-HuB计划）、“慧眼大设施工程”预研项目、北京市科技新星计划以及香港大学基础研究种子基金等资助。

参考消息：https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(26)00637-9