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Nature：中科院胚胎干細(xì)胞突破性成果
發(fā)布時間： 2012-10-24 點擊次數(shù)： 1838次來自中科院動物研究所、中科院研究所院與東北農(nóng)業(yè)大學(xué)的研究人員發(fā)表了題為“Androgenetic haploid embryonic stem cells produce live transgenic mice”的文章，獲得了胚胎干細(xì)胞研究的突破性成果，成功建立了來自孤雄囊胚單倍體胚胎細(xì)胞系，并進(jìn)一步驗證將這些細(xì)胞注入到卵母細(xì)胞后產(chǎn)生了健康的小鼠。相關(guān)成果發(fā)布在9月30日的《自然》（Nature）雜志上。中科院動物研究所的周琪研究員、趙小陽研究員是這篇文章的共同通訊作者。周琪研究員主要從事分化與去分化機(jī)制、體細(xì)胞重編程、干細(xì)胞可塑性和性及體細(xì)胞可塑性方面的研究，并致力于開展動物模型及疾病模型的建立及研究工作。趙小陽研究員主要研究方向包括體細(xì)胞重編程（體細(xì)胞核移植與iPSC），干細(xì)胞多能性調(diào)控機(jī)制，以及生殖細(xì)胞發(fā)育。
單倍體和雙單倍體是研究隱性性狀的重要資源，對于作物育種具有重大的意義，然而在動物中天然單倍體是罕見的。哺乳動物單倍體僅局限于生殖細(xì)胞及偶然發(fā)現(xiàn)存在于具有大塊染色體丟失的腫瘤中。近期科學(xué)家們成功地在青鳉魚（medaka fish）和小鼠中建立了單倍體胚胎干細(xì)胞，提出了在遺傳研究中利用基因工程哺乳動物單倍體細(xì)胞的可能性。然而目前對于哺乳動物單倍體胚胎干細(xì)胞的可用性及功能特征仍知之甚少。在這篇文章中，研究人員證實通過將精子注入到細(xì)胞核移除的卵母細(xì)胞中可以構(gòu)建出小鼠雄性單倍體胚胎干細(xì)胞。這些雄性單倍體胚胎干細(xì)胞（ahES cells）在可超過30代維持單倍性和穩(wěn)定生長，表達(dá)多能性標(biāo)記，在體內(nèi)外具有分化為所有三個胚層的能力，當(dāng)注入到胚泡時生成了嵌合體生殖細(xì)胞系。盡管在表觀遺傳上不同于精子細(xì)胞，在胞質(zhì)內(nèi)注射到成熟卵母細(xì)胞后ahES細(xì)胞能夠生成活體具有生育能力的后代。這種卵母細(xì)胞注入程序也可生成來自遺傳工程ahES細(xì)胞的活體轉(zhuǎn)基因小鼠。
新研究證實了實驗室培育雄性單倍體多能干細(xì)胞能夠在功能上像配子一樣形成受精卵，并可生成活體后代，或許有可能為輔助生殖提供一個寶貴的資源。由ahES細(xì)胞生成的具生育能力的小鼠表明了了單倍體胚胎干細(xì)胞中的遺傳信息是功能上完整且穩(wěn)定的，因此提高了單倍體ES細(xì)胞在遺傳學(xué)研究中的價值。建立的穩(wěn)定單倍體外胚層干細(xì)胞樣細(xì)胞系證實ahES細(xì)胞的單倍體狀態(tài)可以在某些情況下在其他細(xì)胞類型中傳遞及穩(wěn)定維持。該研究還提供了在無法獲得具有生殖能力的胚胎干細(xì)胞的動物模型，包括非人類靈長動物中進(jìn)行遺傳操作的一種新方法。由于這樣的單倍體干細(xì)胞中的修飾可通過胞質(zhì)內(nèi)注射到成熟卵母細(xì)胞中傳遞至后代，這可能作為基因靶向研究的一種更有效和簡單的策略。