由于豬的生理特征、組織細胞結構和人類十分類似,因此豬等大動物的誘導多能性干細胞(iPS)研究受到世界各國科學家的重視。然而,由于目前對iPS誘導機制還缺乏了解,全世界誘導獲得的豬iPS細胞制作克隆豬之前一直未能獲得成功。在中科院廣州生物醫藥與健康研究院賴良學博士、浙江大學肖磊博士和華大基因研究所杜玉濤博士等的努力下,這個難題得以破解,標志著我國在大動物iPS研究方面取得了標志性的成果。研究成果于2012年12月18日在線發表于國際期刊Cell Research上。
本項研究是在中國農業大學李寧院士領導下,集合了全國10多個研究單位共同完成的。由于目前對iPS誘導機制還缺乏了解,誘導獲得的豬iPS細胞制作克隆豬雖經多次努力嘗試(克隆胚胎移植實驗100多次),之前一直沒有獲得成功。團隊在研究中發現,外源基因的表達和表觀遺傳學可能是影響iPS克隆胚胎發育的主要原因。賴良學課題組將肖磊實驗室獲得的豬iPS細胞分化4-6天,一方面使iPS細胞退出快速的細胞周期,另一方面外源基因表達下降后再進行核移植,分化后的iPS細胞核移植后體外發育囊胚率由原來的5%提高到20%左右,通過將這些分化iPS細胞克隆胚胎移植代孕受體,賴良學課題組2011年率先獲得健康活潑的克隆小豬1頭。隨后,杜玉濤博士的課題組將豬iPS用去乙酰化抑制劑后,采用手工克隆方法于2012獲得了4頭iPS克隆豬。
由于胚胎干細胞建系一直沒有成功,導致在大動物中進行基因打靶十分困難。iPS的出現為大動物基因打靶提供了新的希望。獲得基因打靶的iPS細胞之后,一方面可以通過嵌合體技術,獲得生殖系嵌合的動物,經過交配獲得基因修飾動物;另一方面,可將這些基因打靶iPS細胞為核供體,通過核移植技術獲得基因修飾克隆動物。
此次研究在世界上第一次獲得了成活的iPS克隆豬,為用iPS來實現大動物基因打靶打通了技術路線。


iPS克隆豬
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