Author:admin / Posted in:2019年03月12日 / Category:国外 / Views:27 / Comments:0

胎盘是维持胎儿生命的重要器官,被称为“生命之树”。近日,南开大学药物化学生物学国家重点实验室研究小组利用转录因子CDX2的诱导过表达体外获得单倍体滋养细胞干细胞。新的单倍体干细胞只有一组基因组,可以在体外。它无限增殖,有可能分化为胎盘谱系中的各种细胞。因此,本研究就像寻找生命树生长发育的“关键”,为胎盘发育,功能分析和胎盘疾病发病机制的研究提供理想的体外模型。相关论文发表在Cell Publishing House的期刊《整合科学》上。

单倍体细胞没有基因“备份”

“真核生物的一半遗传信息来自母本的父本的一半,因此细胞中有两组染色体,这也是哺乳动物传播遗传信息的方式,并通过减数分裂来抵抗环境变化为了确保物种的繁殖,但是对于遗传研究的研究,特别是隐性遗传学的功能,二倍体细胞往往受限于等位基因的存在。“帅玲教授告诉“科技日报”记者,“两套染色体相当于'双保险',如果其中一个基因受到调控,相应的基因就不会立即突出显示,因为存在相应的等位基因'备份'。然而,只有一组染色体单倍体细胞,没有基因'后备''我们对任何基因的改变都会立即引起表型变化。这对我们探索生命现象和破解遗传密码非常有益。“

根据Shuai Ling的说法,自2011年以来,顶级科学期刊报道了哺乳动物单倍体胚胎干细胞系如小鼠和人类。然而,对于胎盘发育特别重要的胚外谱系的单倍体细胞系目前尚无报道。 “我们的实验是在老鼠身上完成的。”该论文的第一作者,南开大学药学院的博士彭克立说,小鼠胚胎发育成桑椹胚后,桑椹胚进一步发育,细胞首次决定其命运。对于这两种类型的细胞。大量细胞集中在胚胎的一端并且是内部的,称为内细胞团(ICM),其具有发育多能性并且可以发育成胎儿的各种组织;并沿着透明带的内壁扩展和对齐。细胞群称为滋养细胞外胚层(TE),并将在未来发育成膜和胎盘组织。

在合适的体外培养条件下,胚胎干细胞(ESCs)细胞系和滋养细胞干细胞(TSCs)细胞系可分别从胚泡中的ICM和TE中分离和分离。彭克利解释说,在适宜的体外培养条件下,胚胎干细胞可以维持自我更新,维持无限增殖和非分化状态,同时保留发育潜力,分化为三个胚层;同样,在适当的条件下,TSCs还可以维持自我更新,维持无限增殖的能力,以及分化成滋养层细胞系中所有类型细胞的潜力,可以研究胚胎外组织的发育生活现象。

胎盘遗传学研究的理想体外模型

与胚胎干细胞不同,TSCs可以在胎盘中分化成不同类型的滋养层细胞,是胎盘遗传学的理想体外模型。然而,目前对TSC的双等位基因编辑是低效的,这极大地限制了其应用。

该团队领导该团队发现转录因子CDX2的诱导型过表达可以将单倍体胚胎干细胞转化为TSCs。然而,所有单倍体细胞培养物往往会翻倍于二倍体,如何抑制单倍体细胞的“自发二倍化”成为一项艰巨的任务。

“我们通过敲除基因组中的p53基因来解决这个问题,确保单倍体TSCs在长期体外培养期间保持单倍型,突出了它们在胚外组织中的遗传筛选研究优势。”领导说。

据报道,此时获得的单倍体TSCs不仅可以在体外分化成胎盘谱系中的多种细胞,还可以模拟体内胎盘发育(产生出血灶)。

为了验证单倍体TSCs的“基因筛选工具”的判断,该团队带领团队通过转座子系统有效地引入基因突变,并成功筛选了海绵滋养层细胞的限制性基因—— HTRA1。 “正常的单倍体TSCs可分化为出血灶,合体滋养细胞,海绵滋养层,滋养细胞巨细胞等.HTRA1相当于'门',将其敲除以使滋养细胞干细胞更分化为海绵。滋养层可大大提高分化效率。海绵滋养细胞。“

在团队负责人论文的同一天,中国科学院动物研究所院士周琦和李伟也在网上发表了研究论文《细胞报告》,并证明单倍体滋养细胞干细胞来自发育到组学。一类具有胚胎外胚胎发育潜力的真正单倍体细胞系。 “未来,我们还可以利用单倍体滋养层干细胞寻找影响胎盘发育或引起胎盘疾病的药物靶点,从而更好地促进胎盘的正常发育。”帅玲说。