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研究人員發現大鼠幹細胞多能性調控新規律


2017年12月12日21時 今日科學 中科院之聲
中科院之聲胚胎幹細胞(ESCs)和誘導多能性幹細胞(iPSCs)具有多潛能分化能力,能夠分化形成各種類型和功能的細胞,因而在發育生物學研究和再生醫學中具有重要的應用價值。通過四倍體補償實驗讓 ESCs 和 iPSCs 獨立發育成健康的個體,是評估細胞多能性的最嚴格的標準,迄今只有小鼠的 ESCs 和 iPSCs

具有這種能力,其它物種的幹細胞是否具有最高等級的多能性仍然未知。近日,中國科學院動物研究所周琪研究組首次報導了除小鼠之外,大鼠胚胎幹細胞也具有通過四倍體補償實驗產生健康個體的能力,證實最高等級的多能性可以在不同物種的幹細胞上建立,並發現多能性維持的新規律,為研究幹細胞多能性的物種進化差異和調控機制提供了新基礎。10月23日,相關研究結果發表在《美國國家科學院院刊》上。

該研究首先建立了大鼠這一重要模式動物的四倍體補償技術體系,為幹細胞多能性的研究和評估提供了技術平台。研究人員系統評估了不同來源幹細胞在不同代次的發育能力,發現「t2i」培養條件下建立的低代次大鼠 ESCs 具有很高多能性水平,通過四倍體補償實驗能夠發育成健康個體,但這一能力隨著細胞培養傳代迅速喪失。進一步研究揭示,隨著大鼠 ESCs

在體外的培養,幹細胞的基因組甲基化水平迅速降低,基因組印記被擦除,導致印記丟失從而喪失了其發育能力。相比小鼠 ESCs,雖然其也會發生甲基化水平降低和印記丟失,但去甲基化速率顯著慢於大鼠

ESCs。這提示幹細胞多能性在不同物種的幹細胞間是保守的,但其調控模式可能存在物種特異性。這為從不同物種中(包括人在內)建立具有最高多能性的幹細胞提供了新思路,也為進一步了解不同物種幹細胞多能性的建立和調控提供了重要理論基礎。

研究工作得到科技部國家重點基礎研究發展計劃、國家自然科學基金和中科院幹細胞與再生醫學研究戰略性科技先導專項的支持。

研究發現大鼠幹細胞多能性調控新規律


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