iPS全能幹細胞誘導產生卵子論文精選介紹之一

編者:托馬斯林 醫學博士

幹細胞 iPS全能幹細胞

2006 年時,日本京都大學山中伸彌(Shinya Yamanaka) 教授的團隊發現只需將四個與幹細胞特性相關的轉錄因子Oct3/4、Sox2、c-Myc, 以及Klf4( 簡稱OSKM,也被稱為「山中因子」Yamanakafactors),利用反轉錄病毒的方式導入小鼠皮膚纖維母細胞後,即可以促使纖維母細胞重新再程序,形成具有多能性幹細胞的分化能力。這樣的細胞, 稱為「誘導式多能性幹細胞」(iPS細胞induced pluripotent stem cells,iPSCs)。在 2007年他們又通過逆轉錄病毒將這4個關鍵多能基因導入人上皮纖維母細胞而首次誘導生成人iPSCs。 也因此,山中伸彌獲得2012年的諾貝爾生理或醫學獎。

隨後,科學界利用iPS技術誘導獲得全能幹細胞,並使他們定向分化為神經細胞、視網膜細胞、生成完整的皮膚系統等。

2012年10月日本首次利用鼠iPS細胞培養出卵子,並使其受精誕生出健康的小鼠。該實驗室的研究人員首先通過下圖方案,用雌性小鼠的ESCs細胞誘導生成原始生殖細胞樣細胞(PGCLCs)細胞,然後與來自小鼠胚胎中能夠分化形成卵巢的細胞共同培養,形成重組的卵巢。

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這些細胞作為重組卵巢聚集在一起時,會發生X-活化、遺傳印記消除和囊腔形成,並顯示減數分裂潛能。下圖通過基因表達和免疫熒光實驗均提示來源於ESCs的PGCLCs細胞表達了DDX4和SYCP3(減數分裂標誌基因)。

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之後將重組卵巢移植到小鼠卵巢囊下,PGCLCs能夠形成為生髮小泡階段的卵母細胞,將這些未成熟的卵母細胞從卵巢中取出,能夠在體外成熟形成卵子和體外受精,最後通過代孕小鼠平安地懷孕生產出健康、具有正常生殖能力的小鼠。

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他們同時也將雌性小鼠的體細胞誘導培養獲得iPS細胞,添加生物活性物質誘導生成PGCLCs,用相同的方案形成重組卵巢,生成卵母細胞,並體外成熟受精,最後生育健康小鼠。

iPS全能幹細胞誘導產生卵子論文精選介紹之一

2012年《科學》雜誌刊發了他們的這一偉大發現。

這一偉大發現說明iPS細胞能夠成功轉化成為卵子,並具有獲得後代的能力,這對不能生育的女性來說是個好消息。但目前僅處於動物實驗階段,期待有更好的消息。

參考文獻

Hayashi K, Ogushi S, Kurimoto K, et al. Offspring from Oocytes Derived from in Vitro Primordial Germ Cell–like Cells in Mice[J]. Science, 2012, 338(6109):971-975.

No.BNC-GW20180021 自體幹細胞講堂


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