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中科院动物所新成果:利用人胚胎干细胞产生异种嵌合体

2017/11/09 来源:动物研究所
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导读
近日,中国科学院动物研究所胡宝洋、李伟、周琪研究组合作,通过在Primed状态人类胚胎干细胞中过表达抗凋亡基因BCL2及BCL2L1,并在小鼠四细胞发育时期进行胚胎注射,成功获得了Primed状态人胚胎干细胞成功嵌合的人-鼠异种嵌合小鼠胚胎。


本文转载自“动物研究所 ”,原标题为:动物所利用人胚胎干细胞产生异种嵌合体。

干细胞具有多潜能的分化能力,能够在体内、体外分化成不同类型的细胞、组织甚至器官。通过干细胞的异种嵌合技术在猪等大动物体内实现异种再造器官,将为器官移植中供体器官严重短缺提供新方法。然而,人类胚胎干细胞在异种体内分化潜能尚不完全清楚,细胞存活、分化识别、发育时程等关键问题仍未解决,依然存在严重的技术壁垒。

近日,中国科学院动物研究所胡宝洋、李伟、周琪研究组合作,通过在Primed状态人类胚胎干细胞中过表达抗凋亡基因BCL2及BCL2L1,并在小鼠四细胞发育时期进行胚胎注射,获得了Primed状态人胚胎干细胞嵌合的人-鼠异种嵌合小鼠胚胎,并证明其同时具有胚内、胚外组织的嵌合能力。此项工作将为开展人类胚胎干细胞异种嵌合研究,并最终获得能够移植的人类器官提供新的方法和思路。

该研究首先将Primed状态的人类胚胎干细胞过表达BCL2、BCL2L1两个抗凋亡基因,并将其注射到四细胞期的小鼠早期胚胎中。研究发现,过表达BCL2、BCL2L1基因的人胚胎干细胞在小鼠胚胎中的细胞凋亡水平显著降低,显著提高其在小鼠早期胚胎中的贡献比例。进一步研究揭示,人胚胎干细胞在小鼠体内具有三胚层的分化能力,在嵌合体发育的E10.5天分化还可成为功能细胞,且人干细胞的嵌合比例可高达1%。

值得注意的是,该研究在异种嵌合囊胚的滋养外胚层细胞(TE)及后续分化的胚外组织中检测到人胚胎干细胞的贡献,证明Primed状态人胚胎干细胞具有向胚外组织发育的能力。上述研究通过提高Primed状态人胚胎干细胞的抗凋亡能力证明其具有异种嵌合的能力,这为利用人胚胎干细胞制备异种嵌合体的研究提供新思路,也为进一步研究人类胚胎干细胞多能性状态的调控机制提供了指导。

相关研究成果以Human embryonic stem cells contribute to embryonic and extraembryonic lineages in mouse embryos through inhibition of apoptosis为题,在线发表在Cell Research上。研究工作得到科技部国家重点基础研究发展计划、国家自然科学基金和中科院干细胞与再生医学研究战略性科技先导专项的支持。

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