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Nature：中科院胚胎干細胞突破性成果
發布時間： 2012-10-24 點擊次數： 1805次來自中科院動物研究所、中科院研究所院與東北農業大學的研究人員發表了題為“Androgenetic haploid embryonic stem cells produce live transgenic mice”的文章，獲得了胚胎干細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胞系，并進一步驗證將這些細胞注入到卵母細胞后產生了健康的小鼠。相關成果發布在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制、體細胞重編程、干細胞可塑性和性及體細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胞重編程（體細胞核移植與iPSC），干細胞多能性調控機制，以及生殖細胞發育。
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胞及偶然發現存在于具有大塊染色體丟失的腫瘤中。近期科學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胞，提出了在遺傳研究中利用基因工程哺乳動物單倍體細胞的可能性。然而目前對于哺乳動物單倍體胚胎干細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胞核移除的卵母細胞中可以構建出小鼠雄性單倍體胚胎干細胞。這些雄性單倍體胚胎干細胞（ahES cells）在可超過30代維持單倍性和穩定生長，表達多能性標記，在體內外具有分化為所有三個胚層的能力，當注入到胚泡時生成了嵌合體生殖細胞系。盡管在表觀遺傳上不同于精子細胞，在胞質內注射到成熟卵母細胞后ahES細胞能夠生成活體具有生育能力的后代。這種卵母細胞注入程序也可生成來自遺傳工程ahES細胞的活體轉基因小鼠。
新研究證實了實驗室培育雄性單倍體多能干細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細胞生成的具生育能力的小鼠表明了了單倍體胚胎干細胞中的遺傳信息是功能上完整且穩定的，因此提高了單倍體ES細胞在遺傳學研究中的價值。建立的穩定單倍體外胚層干細胞樣細胞系證實ahES細胞的單倍體狀態可以在某些情況下在其他細胞類型中傳遞及穩定維持。該研究還提供了在無法獲得具有生殖能力的胚胎干細胞的動物模型，包括非人類靈長動物中進行遺傳操作的一種新方法。由于這樣的單倍體干細胞中的修飾可通過胞質內注射到成熟卵母細胞中傳遞至后代，這可能作為基因靶向研究的一種更有效和簡單的策略。
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