本课题的研究目的是建立将绒山羊体细胞重编程为诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cell, iPS 细胞)的技术体系。研究证实通过导入几个与干细胞多潜能性有关的因子,已分化的体细胞能够重编程形成iPS 细胞,这种细胞具有类似胚胎干细胞的功能。本研究组利用该技术已成功获得了绵羊iPS细胞系。作为我国主要的经济型家畜,绒山羊对畜牧业生产有重要意义。目前国内外还没有山羊iPS细胞的报道,绒山羊iPS 细胞的获得不仅会推动山羊多能干细胞的研究,而且可能为绒山羊新品种培育提供种子细胞,后者对当代畜牧业发展具有重大的战略意义。该项目研究内容包括利用慢病毒载体导入Oct4、Sox2、c-Myc、和Klf4 转染绒山羊成纤维细胞,优化培养体系;通过检测表面标志分子、基因表达谱、端粒酶活性、拟胚体形成、畸胎瘤形成、嵌合体形成能力等,多角度鉴定绒山羊iPS 细胞的生物功能。
Arbas cashmere goat;induced pluripotent stem cells;mesenchymal stem cells;characterizaton;
目前,分离获得稳定的阿尔巴斯绒山羊胚胎干细胞(Embryonic stem cells, ESCs)系还不成功,这与ESCs培养的复杂性有关,ESCs培养受种种因素的影响,例如获得内细胞团的胚胎发育阶段、体外培养环境和传代方法等。随着诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)技术的兴起,利用特定因子诱导成体细胞去分化为多潜能干细胞已成为可能。本研究将特定因子 (Oct4, Sox2, c-Myc, Klf4)转入阿尔巴斯绒山羊胎儿成纤维细胞,利用drug-inducible system诱导培养,得到了小鼠ESCs样的阿尔巴斯绒山羊iPSCs。经鉴定,证实获得的绒山羊iPSCs表达ESCs标记,具有正常的核型,能在体外分化成类胚体,具有向三胚层细胞分化和体内形成畸胎瘤的能力;随后,通过进行全基因表达谱芯片分析,进一步了解其重编程情况。本研究不但可以为建立绒山羊多潜能干细胞培养体系提供实验依据,同时可以从分子基础上了解绒山羊iPSCs形成的重编程机制,为今后进一步建立绒山羊ESCs系提供参考依据。此外,我们从以下两个方面拓展了项目研究内容(1)有研究显示成体干细胞较终末分化细胞更容易诱导产生iPSCs,因此我们分离培养了阿尔巴斯绒山羊胎儿骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells, MSCs)和胎儿肺组织MSCs,并对其生物学特性进行了详细鉴定;计划在后续研究中验证MSCs诱导产生iPSCs的能力。(2)分离培养了绵羊羊水MSCs,并对其生物学特性进行了详细鉴定;计划在后续研究中对比山羊细胞和绵羊细胞在诱导产生iPSCs中的差异。