近日,中国科学院广州生物医药与健康研究院潘广锦教授课题组就人多能
干细胞异种嵌合进行深入研究,并获得关键性障碍机制,通过异种嵌合有望在异种动物体内获得从人多能
干细胞分化而来的功能性细胞,包括胰腺细胞、造血
干细胞等,该研究结果已经发表在国际学术期刊(NatureCommunications)上。
通常认为,多能干细胞的所处状态包括两种,naive状体和primed状态;只有naive状态的多能
干细胞具备胚胎嵌合能力,相比之下primed状态的细胞不具备嵌合能力。而实验室常规维持培养的人多能
干细胞(hPSCs)就被认为处于primed状态。
该研究发现,当将primedhPSCs移植到小鼠囊胚中时,primedhPSCs会发生凋亡;而通过在primedhPSCs中过表达BMI1基因可以有效抑制primedhPSCs在小鼠囊胚中的凋亡;并且随着小鼠培养的发育,分化形成中内外三胚层的细胞,并且同时有效嵌合进入胎盘中形成滋养外胚层细胞。同样,过表达BMI1的primedhPSCs也能在兔和猪的囊胚中产生嵌合。值得注意的是,研究人员发现BMI1高表达和抗凋亡能力,也是naivehPSCs异种嵌合能力的重要标志。研究人员通过比较两种不同方法诱导获得的naivehPSCs,发现只有BMI1高表达和具备单克隆存活抗凋亡能力的naivehPSCs,才具备有效的异种嵌合能力。
该研究表明,凋亡是人多能
干细胞异种嵌合的重要障碍;而BMI1可以有效克服人多能
干细胞在异种胚胎中发生的凋亡,进而促进异种嵌合。
该项研究得到中科院战略先导专项、国家重点研发计划、广东省科学技术计划等的资助。