胚胎发育可以既包括动物，也包括植物。这里主要介绍人的胚胎发育过程。
“Embryogenesis is the process by which the embryo forms and develops.”-- 应该背下来这个是定义
在哺乳动物里面，胎儿出生之前，包括两个阶段，初期阶段就是Embryogenesis，后期阶段是fetus and fetal development。
egg cell with thick outer glycoprotein coat--> called zona pellucida.
在卵细胞膜外面包裹过的糖蛋白外衣就是这个 zona pellucida。
sperm has made its way through the zona pellucida and egg cell membrane. Merged its genetic material with egg cell. and then called zygote.
受精卵是精子细胞穿过糖蛋白和卵细胞膜后，并且融合了遗传信息，这个新的细胞就叫做受精卵细胞计为day0。
根据下面的图可以知道，day6第六天，zona糖蛋白外衣才开始消失。
Day1-Day4，完成了从zygote->2 cell stage->4 cell stage->8 cell stage->16 cell stage （morula) 这个过程现象叫做cleavage，卵裂。注意，8 cell stage 依然叫做zygote，16个的时候就不再是zygote了。
细胞开始有规律排序高度聚集在一起，过程现象叫做compaction，压紧。
细胞开始出现分化，过程现象叫做differentiation，外层细胞和内层细胞出现了不同，外层黄色叫做trophoblast滋养层细胞，里层的红色的叫做embryoblast成胚细胞（也叫做inner cell mass）。
Day5开始，trophoblast没有改变，但是embryoblasts开始向一侧靠拢另一侧留出了空腔（cavity），这一过程现象叫做cavitation成穴现象。或者叫做blastulation囊胚形成-整个叫做blastocyst。
Blastocyst从此zona pellucida starts to disintegrate away。
Day7， implantation，着床现象。
Day7-Day9， inner cell mass 出现分层现象，embryoblasts变成了粉色的epiblast上胚层细胞，底下变成了hypoblast下胚层／内胚层。
Day9-Day12，epiblast上胚层细胞与hypoblast下胚层细胞聚集在滋养层细胞中间，而且分别形成了各自的腔体。变成bilaminar disk，双层胚胎。
Day14， ectoderm上面出现primitive streak 原线->脑和脊柱。mesoderm开始形成。出现了trilaminar disk，三层胚胎。germ layers（胚层）。
- 最上面的是ectoderm （来源：embryoblasts->epiblast->ectoderm cells)
- 中间后形成的是mesoderm (来源：embryoblasts->epiblast->ectoderm cells->mesoderm cells)
- 最下面的是endoderm (来源：embryoblasts->hypoblast-> endoderm cells)
- 最外面的依然是trophoblasts=trophectoderm cells
图例是Human embryogenesis
图片来源： https://www.youtube.com/watch?v=EwTZ1fypivg
2013年由北京大学和清华大学联合发表的Single-cell RNA-Seq profiling of human preimplantation embryos and embryonic stem cells介绍了通过Single cell RNA seq 技术来看基因的转录情况，了解他们是如何调节embryogenesis的。这里他们只检测了124个单独的细胞，包括了preimplantation embryos 和hEScs（人胚胎干细胞）。
文章里提到了缩写，TE：trophectoderm， PE：primitive endoderm （hypoblast），EPI, epiblast （也就是早期的ectoderm和mesoderm），ESC，embryonic stem cell （Day5-Day9，的blastocyte胚细胞32个细胞以后的细胞）用于体外培养，不老化的全能干细胞）。
Embryonic stem cells, derived from the blastocyst stage early mammalian embryos, are distinguished by their ability to differentiate into any cell type and by their ability to propagate. Embryonic stem cell's properties include having a normal karyotype, maintaining high telomerase activity, and exhibiting remarkable long-term proliferative potential.[2]
结论：
1. Transcriptional profiles across different cell types 不同细胞形的转录水平检测。
（gene expression--development stages）
首先，检测90个 embryonic cells （oocyte（这个不算胚胎细胞），zygote，2-cell embryo, 4-cell embryo, 8-cell embryo, morula(16), blastocyst(>=32)里面有多少是一知道的gene有表达（转录）。平均上，发现了11006个基因，差不多是当时全部知道的基因的一半（2013年RefSeq里全部基因22092）。总共的转录本发现了18022个也是是RefSeq（36983）的一半。转录本包括了一些noncoding RNA。
其中，4-cell到8-cell的转录水平发生大的变化，意味着maternal-zygotic transition。
2. Dynamic patterns of alternative splicing 动态的可变剪切序列。
可变剪切可以增加转录组和蛋白组的多样性，是重要的机理。每个基因会有两个或者多个 transcript isoforms 在同一个细胞里。截止当时，单细胞水平的可变剪切水平还不清楚the global pattern of alternative splicing within single human cells remains unclear。根据检测reads mapping（这个怎么做不知道），平均上发现，每个细胞中4822个基因有至少两个transcript isoforms 亚型。其中981（20%）个基因有多于两个的可变剪切。而且随着胚胎发展，可变剪切也出现不同，只有206个基因出现可变剪切并且每个细胞里都出现了。
ESCs的FOXP1基因特有的可变剪切，在EPI细胞中发现也有（是ESCs的2／3），表达水平要比trophectoderm cell 多。目的在于增强可分化多功能性。
3. Dynamic expression of long noncoding RNAs 动态表达的长非转译RNA
目前已经有大量的noncoding RNA 被人们发现而且定义了其功能。他们希望找出在早期胚胎形成过程，是不是有lncRNA表达，90个 embryonic cells 的RNA-seq分析结果发现了18383个也就是当时已经知道的lncRNA（28640个）的64%。18383是union合集数，平均每个细胞里是发现了3337（11%）个lncRNA，相当于整个转录组的5.5%。
然后，全部的124个细胞里，看abundance of known lncRNAs 和 known coding genes。data pool 到ensemble analysis（？） 得到copy number of 转录本水平上，lncRNA 是protein coding gene 的1/10。但是从单个细胞水平上看，这个比例上升到了40.5%。
4. Novel protein-coding transcripts and lncRNAs
全部124个细胞的RNA-seq data里，除了RefSeq，Ensembl或者Noncode v3.0 lncRNA 数据库之外的转录本还发现了没有map到的，用了一个软件叫做，Cufflinks，来进行reference-guided assembly （？）。方法是先filter掉已知道的gene的slot 10 kb up／down，的转录本。得到了7420个有潜质的新的转录本。这其中，如果两个转录本距离在10kb之内，被定义为转录组合transcription unit，得到了3866个这样的transcription unit。还用了一个软件，叫做CPC（coding Potential calculator）来鉴别可能是coding gene 的转录本，结果发现了253个可能的蛋白基因。剩下的七千多个转录本里，差不多发现了将近7167个lncRNA，平均长度是1384 bp。
也发现了一些novel lncRNA exon-exon junction difference 。
更近一步，还想找有多重exon的lncRNA，filter条件是，（i）转录本要＞＝１kb （ii）至少包含两个外显子，也就是之间有junction，得到了2733个这样的lncRNA，其中1348（49.3%）个有完整的3’ end。
5. Tracing pluripotency during the derivation of hESCs 跟踪体外培养的hESC的多功能分化能力
这里阐述了人的胚胎干细胞是如何分离的，HESCs are derived from epiblast cells in the inner cell mass of blastocysts。但是 这两个不同之处还没有研究过。用到30个late blastocysts（32-cell stage 之后）。
late balstocyests 包括了trophectoderm (TE), epiblast (EPI) and primitive endoderm (PE)
high expression of CDX2 in TE
high expression of SOX2, NANOG and KLF4 in EPI
low expression of SOX2 NANOG and KLF4, but high expression of FGFR4 and CLDN3, in PE
EPI 里大概有885个基因是独有的与TE 不同，PE与EPI类似，只有164个基因是只在PE不在EPI。
然后是看EPIcell 与hESC，多数是comparable。但是也找到了不同（具体在文章的7页）。
随着passage 的改变 hESC有851个基因 FC>2的改变。
随后也看了下lncRNA在EPI与hESC中的差异。
It has been proposed that hESCs are more similar to mouse epiblast stem cells (mEpiSCs), which derive from post implantation epiblast cells, than to mouse embryonic stem cells41–43 (mESCs), derived from blastocyst-stage preimplantation epiblast cells.
他们还比较了mESCs and mEpiSCs and hESCs。所以hESCs更像mEpiSCs。
6. Comparing single-cell RNA -Seq and Smart-Seq data 比较另一个转录组的sc技术。
Stem cells may be:
- totipotent 全能的, i.e. early embryonic cells (1–3 days from oocyte fertilization), which can give rise to all the embryonic tissues and placenta;
- pluripotent 多能的, i.e. embryonic cells from blastocystis (days 4–14 after oocyte fertilization), which can differentiate only into embryonic tissues belonging to the inner cell mass (ectoderm, mesoderm, and endoderm);
- multipotent 双重能的, i.e. embryonic cells from the 14th day onwards, fetal stem cells, cord blood stem cells, and adult stem cells, which can give rise only to tissues belonging to one embryonic germ layer (ectoderm or mesoderm or endoderm).
