2025-07-30 18:26:26
近日，四川大学数学学院刘伟研究员作为共同第一作者的合作论文以“Digital Reconstruction of Full Embryos During Early Mouse Organogenesis”为题，在全球顶尖期刊Cell（《细胞》）发表。他与合作者通过创新性地构建覆盖小鼠原肠运动后期至心脏等器官原基形成期的单细胞精度三维数字胚胎，系统解析了小鼠早期心脏等中、内胚层器官的动态发育图谱。
东南大学生物科学与医学工程学院谢仆研究员，华大生命科学研究院沈娟，东南大学生命科学与技术学院杨屹副研究员, 福建省妇幼保健院王心睿研究员，四川大学数学学院刘伟研究员，东南大学中大医院曹海龙主任医师为该论文的共同第一作者。
刘伟研究员利用统计学方法主导设计了两种重要分析工具：coFAST算法和INR-smooth平滑技术为研究突破提供了关键技术支撑。
自1924年Spemann与Mangold发现外胚层器官“组织中心”以来，科学家对胚胎发育的研究多集中于外胚层器官（如神经管）的形成机制，而心脏等中、内胚层器官的发育调控长期缺乏系统性解析。为解析器官原基的胚层起源机制这一核心科学问题，刘伟研究员与合作者聚焦胚胎细胞微环境的动态调控。
通过单细胞空间组学技术，本研究首次揭示了PDZ作为跨胚层信号整合枢纽的核心功能：PDZ通过整合WNT、BMP与FGF等信号通路，将微环境信号转化为基因选择性表达指令，调控器官原基的形成。
机制研究表明，PDZ的信号整合能力依赖于其独特的分子组成――低内源性信号活性与高外源性信号响应性，这一特性使其成为胚胎发育中“信号解码器”，将时空异质性的信号输入转化为细胞命运决定的分子指令。
该发现阐明心脏器官原基形成的微环境信号网络架构，揭示了PDZ作为跨胚层信号枢纽在器官发生中的普适性作用，填补了哺乳动物心脏早期发育机制的理论空白。这一成果不仅为理解先天性心脏病的胚胎起源提供了新视角，也为基于微环境调控的再生医学策略（如类器官构建与疾病模型优化）提供了关键理论基础。
数学是科技创新的源泉，是启迪思维的钥匙。数学学院是四川大学历史最悠久的院系之一。1896年四川总督鹿传霖奉旨创办四川中西学堂，确定“西学之要，首在算法”，所设算学馆即是数学学院的源头。改革开放以来，学院先后在柯召院士、刘应明院士、李安民院士的带领下不断取得新成绩：数学学科入选国家“211”“985”重点建设学科，获得数学和统计学一级学科博士授权点。
近年来，四川大学数学学院教学科研成果卓著，执行国家及省部级重点基金项目20余项，获得何梁何利科技进步奖、国际模糊系统协会Fellow称号、香港求是基金会杰出青年学者奖、国家自然科学二等奖、中国数学会华罗庚数学奖以及多项省部级科研奖项。培养的学生中，已有两位成为中国科学院院士，三位应邀在世界数学家大会上作邀请报告，另有若干位在国内外知名大学或学术机构担任教授或研究员，也有若干位成为国家杰出青年基金等重要人才计划的入选者。
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本文部分素材来源：四川大学官微、新闻网、2025本科报考指南，四川大学数学学院
