哺乳动物单倍体胚胎干细胞的研究进展及应用潜力.pdf

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1、练遮·ReviewPapers24雉幕§O挂凳19瑚哺乳动物单倍体胚胎干细胞的研究进展及应用潜力王燕．赵永聚(西南大学动物科技学院，重庆市牧草与草食家畜重点实验室，重庆市草食动物资源保护与利用工程技术研究中心，重庆400716)摘要：单倍体胚胎干细胞(haploidembryonicstemcells，haESCs)是指只含有一套染色体，拥有类似于正常胚胎干细胞的特性．可以在体外无限增殖，并可以形成多种功能细胞、组织和器官的细胞类群。对于哺乳动物细胞基因功能的研究而言．haESC具有单倍性特征而使其成为研究隐形基因功能理想的细胞模型，是遗传学研究

2、的新手段．具有巨大的应用潜力。近期，科学家已经成功建立了haESCs细胞系，此研究成果不仅为研究动物基因功能提供了工具．也为研究动物遗传修饰、改造打开了新渠道。本文综述了哺乳动物haESC的获得方法、研究进展、存在的主要问题以及应用前景。关键词：单倍体胚胎干细胞；克隆；基因功能；研究进展中图分类号：$814．8文献标识码：A文章编号：0258—7033(2014)19—0096—04自然状态下，包括人在内的哺乳动物染色体一于二倍体而言，单倍体胚胎干细胞(haploidembryonic般为二倍体结构，即细胞中含有两套染色体，这两stemcells

3、．haESCs)具有单倍性和多能性两大典型套染色体分别来自父方和母方]。然而，二倍体结特征．并能在体外进行自我更新和分化成多种细胞构不利于细胞基因功能的研究，因为研究者很难确类型．所以成为分析细胞表型最理想的工具l。定动物的某一性状是哪一套染色体的基因决定的[21。1HaESCs及其获得方法因此二倍体很大程度上限制了基因功能的鉴定，在遗传操作上也有一定难度，不利于动物遗传学的深HaESC可分为孤雌单倍体胚胎干细胞入研究。(parthenogenetichaploidembryonicstemcell，PG-haESC)为了便于哺乳动物细胞隐性基因

4、功能的研究，和孤雄单倍体胚胎干细胞(androgenetichaploid理想的状态是必须改变细胞含有两套染色体的情embryonicstemcell。AG—haESC)。对于哺乳动物来况。尽量减少细胞中染色体组数目，这样就能对隐性说，单倍体只存在于结构和功能均已特化的精子和基因的存在位置进行明确的定位。目前用于哺乳动卵母细胞，但是精子和卵母细胞均不能在体外条件下物细胞基因筛选和功能鉴定的主要方法是基因打长期存储和大量培养，这使得体外获得haESC比较困靶13l和RNA干涉(RNAinterference，RNAi)[41，但这两难。PG—haE

5、SC和AG—haESC获得方法也不尽相同。种方法都不能避免技术上的缺陷，且需要花费大量1．1PG—haESC的获得方法哺乳动物PG—haESC可的时间，不适合精准的、高通量的基因功能研究。如通过物理激活的方法获得，Elling等『l所用的方法与RNAi可在细胞水平进行隐性基因的筛选．但经常会Leeb等[81的方法有细小的区别(见图1)。具体步骤出现全基因敲除或导致多余脱靶基因沉默l5_。相对是：首先，对雌性小鼠注射促卵泡素，使其进行超数排卵；其次，取出卵母细胞，用SrC1，激活，在体外2i培收稿日期：2014—04—12；修回日期：2014—05

6、—09养液中培养，直至培养到囊胚时期：最后，用流式细资助项目：国家自然科学基金项目(31172195)；中央高校基本业务费专胞术(fluorescence—activatedcellsorting，FACS)进行项资金(XDJK20l4A叭0)、重庆市自然科学基金项目(CSTC、细胞筛选，筛选出PG—haESC。2011BB1015)：2013年重庆高校创新团队建设计划资助(KJTD201334)1．2AG—haESC的获得方法AG—haESC的获得方作者简介：王燕(1991一)，女，贵州人，硕士研究生，研究方向为动法有2种l9l：一是向去核的卵

7、母细胞中注射成熟精子物遗传育种．E—mail：wl9912011@126．con通讯作者：赵永聚(1974一)，E—mail：zyongju@l63．com的头部：二是去除受精卵中的雌原核。其他同PG—《中固荔教东志臻越·ReviewPapers细胞表型的基因筛选ll6I，但是这类细胞不能分化成因治疗的靶细胞。~haESC进行体外定向遗传改造，其他细胞系，阻碍了对其的进一步研究。因此单倍便于获得稳定的目的转基因haESCs．这就克服l『基体细胞及其发育而成的个体是研究隐性遗传基因的因治疗中导入基因的整合和表达难以控制1211的缺陷，理想模型。同时

8、也为用作基因操作的细胞在体外不易稳定地被3．2动物育种HaESC的多能性和体外无限增殖转染和增殖传代开辟了新的途径。的能力，对动物遗传育