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昆明動物所利用樹鼩精原干細胞獲得世界首只轉基因樹鼩

來源:昆明動物研究所 作者: 2016-12-27

摘要: 12月23日,《細胞研究》(Cell Research)期刊在線發表了中國科學院昆明動物研究所鄭萍課題組、趙旭東課題組和姚永剛課題組共同完成的題為Long-term propagation of tree shrew spermatogonial stem cells in culture and successful generation of transgenic offspring的研究論文,該文報道了他們首次建立的樹鼩精原干......


 12月23日,《細胞研究》(Cell Research)期刊在線發表了中國科學院昆明動物研究所鄭萍課題組、趙旭東課題組和姚永剛課題組共同完成的題為Long-term propagation of tree shrew spermatogonial stem cells in culture and successful generation of transgenic offspring的研究論文,該文報道了他們首次建立的樹鼩精原干細胞體外培養體系,并利用體外培養的樹鼩精原干細胞成功獲得世界首只轉基因樹鼩,實現了樹鼩基因修飾技術的重大突破。

樹鼩是一種具有重要潛在應用價值的實驗動物。相較于嚙齒類實驗動物,樹鼩在遺傳進化地位及生理生化特征上均更接近于靈長類。并且,樹鼩相比于靈長類動物在生物醫學研究中有著諸多優勢,包括體型小、生殖周期短、飼養成本低等。然而,缺乏遺傳操作手段嚴重制約了樹鼩作為實驗動物的廣泛應用和推廣。由于樹鼩早期胚胎收集和胚胎移植技術的難題目前均未解決,通過樹鼩精原干細胞進行遺傳修飾,可為樹鼩遺傳操作另辟蹊徑。

在昆明動物所研究員鄭萍等的指導下,博士研究生李朝暉等首先成功篩選到細胞表面標記分子Thy1可用于富集樹鼩睪丸中的精原干細胞,并發現Wnt/ss-catenin信號通路及樹鼩睪丸支持細胞對于精原干細胞維持其增殖及干細胞特征至關重要,據此改善了樹鼩精原干細胞體外擴增培養體系,并建立了多株可長期穩定傳代培養的樹鼩精原干細胞系(圖A)。這些體外長期培養的樹鼩精原干細胞可穩定表達外源基因(圖B),也可以利用CRISPR-Cas9進行基因編輯。基因修飾后的樹鼩精原干細胞移植到經白消安處理的雄性受體樹鼩睪丸內,可以產生基因修飾精子,通過自然交配從而獲得基因修飾子代樹鼩(圖C、D)。

該工作解決了樹鼩研究中缺乏基因操作技術的瓶頸難題,為樹鼩作為新型實驗動物的廣泛應用打下良好基礎。李朝暉為論文第一作者,鄭萍、趙旭東和姚永剛為共同通訊作者。該工作得到了中科院(XDB13000000 and XDA01010203)、云南省(2015HA038)以及昆明動物所“135”項目資助。


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