利用誘導多能幹細胞技術建立豬的多能幹細胞系

《利用誘導多能幹細胞技術建立豬的多能幹細胞系》是依託浙江大學，由崔春擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：利用誘導多能幹細胞技術建立豬的多能幹細胞系
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：崔春
• 項目類別：青年科學基金項目

項目摘要

利用動物胚胎幹細胞（embryonic stem cell，ESC）可生產克隆動物及轉基因動物。對保留珍貴物種、較高效率地製造有特殊醫藥營養和生物學用途的高質量,高存活率的轉基因動物在目前有著不可替代的作用。對於歷史上難以建立ESC的物種，如豬，羊，牛等，iPS（induced pluripotent stem cell）技術無疑提供了一種替代方案。利用iPS技術生成的動物iPS細胞不僅具有ESC形態、可無限增殖、具三胚層發育潛能，而且可獲得生殖系嵌合的動物。iPS技術已在小鼠，人，獼猴，大鼠幾個物種上相繼嘗試成功。本項目擬利用基於可誘導慢病毒系統的iPS技術誘導生成豬的iPS細胞。豬iPS細胞不僅能夠為評估豬ESC的特徵提供標準，並且可誘導的慢病毒載體系統還有助於揭示豬ESC維持全能性的機理。豬iPS細胞還可替代難以獲得的豬ESC，用於生產基因定點修飾的轉基因豬。

結題摘要

本課題計畫利用基於可誘導及非可誘導慢病毒系統的iPS技術誘導生成豬的iPS細胞。按照課題計畫，我們以可誘導慢病毒系統（Tet－on系統）為載體，分別以Oct4, Sox2, c-Myc和Klf4轉錄因子組合及Oct4，Sox2，Klf4，c-Myc，Nanog和Lin28組合進行病毒包裝，將病毒的“Cocktail”共轉染豬成纖維細胞及骨髓間充質幹細胞，建立了豬的iPS細胞。實驗結果表明：我們建立的豬iPS細胞具有類似於胚胎幹細胞的特性：豬iPS克隆為鹼性磷酸酶陽性；這些iPS克隆也都特異表達幹細胞表面抗原SSEA-3，SSEA-4，Tra-1-60，Tra-1-81，REX1和CDH1；進一步的基因表達分析顯示在豬iPS形成過程中，內源的Oct4，Nanog等關鍵轉錄因子被重新激活；獲得的豬iPS細胞具有很高的端粒酶活性，並具有正常的核型；為驗證這些豬iPS細胞的多能性，我們將得到的豬iPS細胞進行體外分化實驗，結果顯示其能夠形成含所有三胚層組織的擬胚體；體內分化實驗也表明，得到的豬iPS細胞注射免疫缺陷小鼠可以得到包含三胚層組織細胞的畸胎瘤。該成果發表於《Journal of Molecular Cell Biology》。豬iPS細胞不僅能夠為評估豬ESC的特徵提供標準；並且可誘導的慢病毒載體系統還有助於揭示豬ES細胞維持全能性的機理，篩選豬ES細胞培養體系；豬iPS細胞還可替代難以獲得的豬ES細胞，用於生產基因定點修飾的轉基因豬。此外，在本課題資助下，利用iPS技術我們還分別建立了綿羊及山羊的iPS細胞系，成果分別發表在《Cell Research》雜誌；我們在《Stem Cell Review and Reports》上還發表了一篇人類胚胎幹細胞定向分化相關的科研論文。綜上，在本課題資助下，我們利用可誘導病毒表達系統介導轉錄因子的表達，建立了具有多能幹細胞特性的豬iPS細胞系，成果已總結成文並發表在《Journal of Molecular Cell Biology》雜誌，累計發表SCI論文3篇。