《定向分化人類胚胎幹細胞為卵子》是依託清華大學，由紀家葵擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：定向分化人類胚胎幹細胞為卵子
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：紀家葵
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
研究人類卵子的形成對女性的生殖能力及胎兒的發育至關重要，但是受限於女性卵子的數量、周期及取樣的困難，對人類卵子的研究一直面臨巨大的局限性。如果能由幹細胞定向分化出卵子，將能夠突破這個局限，使我們深入並全面的研究卵子形成的機制。此外，幹細胞分化後獲得的卵子，也能通過體細胞核轉移,用於重編體細胞為幹細胞，開創另一個製造個體化（patient specific）幹細胞的途徑。目前國際上雖有許多實驗室在努力研發有效分化人類幹細胞為卵子的方法，但仍未有成功的報導。我們前期的工作已成功將幹細胞定向分化為原生殖細胞及精細胞，因此掌握了重要的技術及方法並具備了達成預期目標的能力。本項目將利用我們在幹細胞定向分化為生殖細胞的優勢，通過分子、細胞生物學及遺傳學手段，創建分化人類卵子的系統，深入研究卵子形成的機制，並將分化的卵子用於體細胞核移植，開創另一個可用於重編程體細胞的途徑，最終用於臨床再生醫學。
結題摘要
生殖細胞是生物體內唯一能通過世代遺傳來傳遞生物全能性及遺傳物質的細胞，包括從原始生殖細胞（primordial germ cells, PGC）直到終末分化的成熟生殖細胞，即精子和卵子。隨著人類生活方式改變，世界範圍內不孕不育患者逐年增多。了解人類生殖細胞，包括卵子及精子，十分重要。但受限於人類卵子數量和取樣困難，以及倫理道德約束，嚴重阻礙對卵子成熟機制研究和臨床生殖相關疾病治療水平的提高。胚胎幹細胞是能夠進行自我更新並具有分化潛能的可塑性細胞，可以分化成動物體內兩百多種細胞以及幾十種組織和器官，它們對研究哺乳動物個體發育的基本規律、疾病發生的原理和再生醫學的套用都有不可估量的意義。利用胚胎幹細胞的多能性，通過體外誘導人類胚胎幹細胞（hESCs）成為人類卵子已經成為本研究領域的熱點。目前，未有成功分化hESCs為人類卵子的報告。本項目經過不斷的嘗試及最佳化，已經成功在體外定向分化hESCs為卵子及類卵泡細胞團，現正撰寫相關研究成果。以下為主要研究計畫及執行情況概述: （1） 構建定向分化人類幹細胞為卵子的報告系統 在分化幹細胞為某類欲研究的細胞過程中，其他譜系的細胞可能同時出現在同一培養系統中，因此如何將所需的細胞分離出來一直是幹細胞定向分化研究的一大挑戰。為了能將卵子從培養系統中分離出來並進行活細胞跟蹤觀察，本項目構建了一個攜帶卵子特異性基因啟動子(ZP4)並能表達螢光蛋白的報告系統。 （2） 確定卵子形成時所需的重要基因 受限於人卵取樣及研究道德的限制，我們仍無法直接檢測某些基因是否對人卵形成或發育是必要的。當胚胎幹細胞定向分化為成熟卵子後，我們能通過調控某基因的表達來確定其在卵子發育過程中的重要性。我們確定DAZL及BOULE在PGC形成及減數分裂啟動發揮重要作用，而BMP15及 GDF9在卵泡形成時發揮促進作用。 （3） 定向分化人類胚胎幹細胞為卵子 大部分的定向分化方法都利用細胞外刺激因子去誘導幹細胞朝某一譜系分化。但是這些誘導因子，如BMP4家族成員，大都會刺激幹細胞朝多種譜系分化。給合細胞內源調控因子，卻能夠準確有效的將幹細胞誘導為某種成熟的細胞。因此，本項目結合外在及內在細胞因子，將hESCs誘導分化為卵子。
