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[见闻] 日本团队:仅激活8个基因,小鼠干细胞直接转为可受精细胞

2020-12-18 16:12:29 15181 0

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山山而川 发表于 2020-12-18 16:12:29 |阅读模式

山山而川 楼主

2020-12-18 16:12:29

只要激活8个基因来产生基因控制蛋白,就足以将小鼠干细胞直接转化为类卵细胞,这些细胞成熟后甚至可以像卵细胞一样受精。

顶级学术期刊《自然》(Nature)最新发表的一项研究中,来自日本九州大学、日本理化学研究所(RIKEN)等团队的研究人员报告了以上发现。

研究团队称,这些发现进一步加深了我们对卵子发育的理解,还可能对生殖医学产生影响。 553.jpg 卵母细胞储存在体内,在经历多个阶段发育成卵子后,即意味着已经做好受精的准备,这通常被认为创造新生命的第一步。毫无疑问,卵母细胞是非常独特的,它们有能力产生出创造一个个体所需的200多种高度分化的细胞。

科学家们提到,卵母细胞和它们的细胞质均是不同寻常的。生命科学史上科学家认为操纵它们的一个典型例子就是体细胞克隆,将体细胞的细胞核注入去除遗传物质的卵子(这一过程被称为体细胞核转移(SCNT)),通过人工方法激活后再移植到代孕母体,就可以产生一个新的生命,著名的“多莉”羊就是这样诞生。

因此,研究团队认为,对卵母细胞及其发育的基本了解对推进生殖医学和更好地掌握生命如何繁殖都很重要,但参与调控卵母细胞发育这一过程的基因的调控网络目前尚不清楚。

九州大学医学科学学院教授Katsuhiko Hayashi及其同事利用小鼠的胚胎干细胞,确定了触发卵母细胞生长所需的8个转录因子(调节基因表达的蛋白质)。然后他们诱导这8个转录因子在小鼠多能干细胞中表达,测试它们是否足以驱动卵母细胞生长。

研究结果发现,这导致了类卵细胞的产生,他们将其命名为“直接诱导的卵母细胞样细胞(directly induced oocyte-like cells)”。

“在引入少数几个因子,我们就看到小鼠干细胞那么快速而简单地形成了卵母细胞的形态,我最初是完全不相信的,但重复实验证明它是真的。”在九州大学官网针对该研究的一份新闻稿中,研究论文的第一作者、九州大学助理教授Nobuhiko Hamazaki表示,“发现8个转录因子可以导致如此大的变化是相当惊人的。”

九州大学的团队和日本理化学研究所(RIKEN)的研究人员合作后发现,无论是小鼠胚胎干细胞,还是诱导多能干细胞(iPS),都可以用他们的方法转化成类卵母细胞。他们还发现,在某些情况下仅仅4个转录因子就能完成这一过程,但试验可重复性下降。

Hayashi说,“干细胞可以直接转化成类卵细胞,而不需要遵循自然发生的相同步骤,这是非常了不起的。”

研究还显示,当这项工作中获得的类卵母细胞在体外与正常情况下卵母细胞周围的其他细胞一起培养生长时,类卵母细胞会发育成结构上与成熟卵细胞相似的细胞,但它们没有发生减数分裂,因此染色体的数目与正常卵子异常。

尽管出现上述情况,但研究仍然发现,成熟的类卵母细胞可以在体外受精,并表现出早期发育,有些甚至发展到8细胞阶段。然而,超过这一时点的进一步发育就会受到影响。 554.jpg 研究团队认为,从长远来看尽管类卵母细胞的细胞核可能不可用,但这些累卵母细胞的细胞质将大有可为,如生殖生物学研究和线粒体替代疗法等治疗。“来自卵母细胞的细胞质在生殖生物学和医学中是一种无价的资源,这种方法可以提供一种新的工具,无需任何侵入性过程就可以大量产生卵母细胞。”

Hayashi评价道,“虽然这个过程对人类来说可能仍然要复杂得多,但这些在老鼠身上的初步结果非常有希望。”
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