大家下午好！我叫彭广敦，来自中科院广州生物医药研究院，我主要从事生物医学研究，今天我就邀请大家与我一起来聆听胚胎发育这一场音乐会。
随着人口健康的改善，我们身边有很多人碰到各种各样的健康问题，包括癌症发生率的上升，各种各样老年退行性疾病，比如说阿尔茨海默症，以及帕金森、亨廷顿症等等。同时也存在其他重要的医学需求，比如说器官移植的缺乏，生育上的一些困难的问题，那么这些都需要我们现代提出一种新的医学手段。
纵观人类医学发展史，我们可以看到，过去主要是一种被动的医疗方式，比如，我们身体某个部分出现了疾病，需要治疗的时候，我们需要去医院开药或者做一些手术方面的检查。在未来，科学家在实验室里就思考这样一个问题，我们能不能化被动为主动？在实验室里就可以把人体所需要的各种功能细胞生产出来，在需要的时候，我们直接进行更换，这叫做再生医学的治疗方式。
再生医学代表着未来的医疗发展方向，一个非常重要的基础技术就是干细胞技术。干细胞具有非常神奇的能力，它可以在实验室里培养，不断地增殖，可以分化为我们人体中所需要的各种功能性细胞。应用这些干细胞分化出来的功能细胞就有可能为我们各种身体的故障进行一些更换和替换。但是，科学家研究这么多年，发现再生医学很重要的瓶颈在于我们对功能细胞的认识非常少，如何能获得这些种子细胞？
如何使获得到的种子细胞在实验室里进行培养以后，它仍然与我们身体内的细胞非常地相似，能够替换身体内的细胞功能？这就是我们极其想了解和回答的问题。
发育生物学实际上是进化做了上亿年的实验，它能够准确严谨把每一个细胞告诉我们它在什么地方产生、什么时候产生。拿这张图为例，左边就是胚胎中的发育过程，对这个过程进行详细的研究，可以帮助我们在实验室里获得这些类型的细胞。
进而我们可以用这些细胞进行药物的筛选，或者是药物评估，也可以用于移植和功能上的一个再造。从这个过程，我们也可以很容易的体会到，发育是整个生命过程中一个最基本的过程。发育揭示了细胞命运变化中最核心的规律，我们以发育的过程进行对比，疾病、衰老的各种状态，可能都是在这条路走上了一个岔路，或者是走向了一条充满了艰辛和荆棘的道路。
整个胚胎发育的过程，人体中所有的细胞都来自于胚胎受精时最早的一个细胞，我们叫它受精卵。它经过2细胞、4细胞、8细胞、16细胞这种逐级的分裂，形成了一个细胞团，叫囊胚。然后在胚胎的母体，子宫进入着床之后，它进入一个快速的细胞增殖和繁殖的过程。如果我们把胚胎的发育过程当作一首美妙的音乐，仔细聆听，可以看到在胚胎受精这一刻是有一个惊心动魄的巨响，然后在2细胞、4细胞不断分裂中，又是一首舒缓的音乐。
在胚胎发育的特定阶段，我们又可以听到紧锣密鼓的，非常紧张的，有不同乐器加入进来，所以它是一个旋律异常美妙的协奏曲。
我在美国受到生物计算学训练之后，一直想解开胚胎发育中时间和空间的编码规律。在早期胚胎发育中，有一个非常重要的时刻，我们叫它原肠运动，通过这个运动，使人体所有细胞最终走向一个特定的命运。但是这个时期就有一个非常重要的事件发生，这些细胞分布在胚胎不同的位置，这些位置会产生相应的特定功能。
比如说我们的皮肤、大脑都有外胚层来源，而我们的消化系统、肝脏、小肠这些器官又都是来自于内胚层，在胚胎特定的时期里面，他们沿着胚胎中不同的区域进行分布。
为了研究这些胚胎原肠运动，实际上在人体的胚胎里面是不现实的，我们也无法获得相应的研究材料。我们就把目光放在小鼠，小鼠与人的胚胎发育非常的相似，很多地方有可以对比的地方，虽然它的时间更加短促。如何来理解在空间上建立蓝图的信息呢？
在这里面，我们为了获得空间信息，把三维的空间信息进行了降维，在二维的层面获得空间信息再进一步重构。这就是我们对胚胎进行三维重构的过程，胚胎被我们逐层切割，依次重建，这样就可以获得胚胎所有的空间位置组成的信息。有了这样的切片和三维重建是不是就能满足我们研究这些空间特定的细胞发育命运呢？那是远远不够的。
我们知道胚胎在这个时期只有300个微米，甚至比一根头发丝还小。
所以，我们一定要结合各种更高精密的技术方法组合起来。在这里，我用了激光+高（精度）显微镜以及单细胞测序，在胚胎的每一个侧面对它进行激光显微切割，然后获得这些特定区域的细胞表达信息的重构。通过这种重构，我们能够把特定的表达模式在整个胚胎上的区域能够明晰地反映出来。有了时间和空间变化图，我们就可以清晰追踪这些细胞从哪里来，然后经历了怎样的一个历程，然后它们又去向哪里，它们最终又会发育成怎样的命运。
通过这些细胞时间、空间的一个转换规律认识，有可能为我们提供新型细胞的制造手册，运用这个细胞手册制造出来的细胞，有可能在将来再生医学上获得美好的应用。这样的话，我们的研究工作通过这个协奏曲中，各个角色的一个认识，我们就能够完成这样一个我们未来的一个梦想。通过我们理解发育中的机制，进而我们来认识这些细胞它具有的功能和再生的基础，同时我们在实验室可以利用这些再生和发育的基础来对这些细胞进行工程化的处理。
可以想象，在未来，我们可以把身体中所需要的各种功能细胞都在实验室里储备起来。那么我们在需要的时候，我们可以把这些细胞拿出来进行一个替换，是不是就可以解决很多的问题呢？