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Cell封面作者刘真研究员做客科学前沿讲座:灵长类胚胎发育与干细胞研究

  • 11月23日上午,受中国科学院大学生命科学学院长聘教轨助理教授郭玉婷的邀请,中国科学院脑科学与智能技术卓越中心研究员、博士生导师刘真博士在雁栖湖校区东区学园三450教室为大家带来了《灵长类胚胎发育与干细胞研究》科学前沿讲座。本次讲座生命科学学院副院长丁文军教授主持,学院50余名师生出席了本次讲座。

    刘真博士从较为成熟的遗传修饰鼠模型的构建,引出遗传修饰猴模型构建中的问题,介绍了从慢病毒到CRISPR的基因编辑技术之于遗传修饰猴模型构建的应用,以及加速传代和体细胞克隆在模型构建中的应用。刘真介绍了胚胎干细胞是指由着床前囊胚的内细胞团在体外分离培养而来的多能性细胞,在模式动物构建、细胞治疗、器官再生、类器官模型等生物医药领域发挥着重要作用。胚胎干细胞具有体外无限自我复制更新、诱导实现多向分化、胚胎注射形成嵌合体等关键特征,其中胚胎注射形成嵌合体被公认为是评估胚胎干细胞多向分化潜能的金标准。

    刘真分析了始发态“Primed”和幼稚态“Naive”胚胎干细胞的不同,使我们了解到这两种不同状态的胚胎干细胞主要不同在于发育潜能,并由此提出了非人灵长类胚胎干细胞嵌合体研究主要克服两个方面的问题:首先是如何获得更高活力的Naive胚胎干细胞,以及如何减少胚胎干细胞注入之后细胞的凋亡。

    关于非人灵长类胚胎干细胞嵌合体刘真所在团队取得令人瞩目的研究成果。筛选4CL为最合适的嵌合体培养条件以提升胚胎干细胞在受体胚胎中的存活率,通过单细胞测序的方法确定细胞类型。刘真博士及其团队通过嵌合体胚胎体内移植得到了出生存活的嵌合体猴,其嵌合比例高达80%,甚至可以在嵌合体猴的眼睛中观察到明显的标记干细胞的绿色。

    对嵌合体猴中的谱系进行进一步的研究中,发现胚胎干细胞分化到了不同的谱系中,研究团队在两只嵌合体猴的胎盘组织中均发现了胚胎干细胞的高比例贡献。考虑到小鼠胚胎干细胞几乎不会贡献到胎盘组织,该结果说明灵长类胚胎干细胞可能具有不同于啮齿类的独特的发育全能性特征。此外两只嵌合体猴的生殖细胞中也发现了胚胎干细胞的高比例贡献,这对后续基于该技术的遗传修饰模型构建至关重要。检测嵌合体基因组完整性和表观遗传分析发现,嵌合体细胞中展现出高甲基化的特征,可能与嵌合体胚胎不易存活有关。

    最后,刘真博士还展示了最新的研究进展与方向——关于非人灵长类胚胎干细胞类胚胎模型的构建。他提到这项研究有可能使在简单的细胞间进行干细胞类胚胎实验成为现实,对于理解灵长类胚胎干细胞全能性和模型构建具有重要意义。

    刘真博士精彩的讲座引起了在场的老师和同学们的强烈反响,大家踊跃提问,就再生医学的发展、嵌合体胚胎的培养、天然胚胎和类胚胎的差异等问题与刘真博士进行了更深入的交流。本次讲座不仅介绍了灵长类胚胎发育和干细胞研究方面的专业知识,也让大家领悟到了在科研中学会发现问题的重要性,体会到了团队协作的优势,这为学院师生今后的科研提供了宝贵的思路。

    责编 : 齐晓研