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中科院昆明动物研究所利用树鼩精原干细胞获得世界首只转基因树鼩
2016-12-26 | 作者: | 来源:哺乳动物胚胎发育学科组 | 【小  大】【打印】【关闭】

  1223日,Cell Research期刊在线发表了中国科学院昆明动物研究所郑萍课题组、赵旭东课题组和姚永刚课题组共同完成的题为Long-term propagation of tree shrew spermatogonial stem cells in culture and successful generation of transgenic offspring的研究论文,该文报道了他们首次建立的树鼩精原干细胞体外培养体系,并利用体外培养的树鼩精原干细胞成功获得世界首只转基因树鼩,实现了树鼩基因修饰技术的重大突破。 

  树鼩是一种具有重要潜在应用价值的实验动物。相较于啮齿类实验动物,树鼩在遗传进化地位及生理生化特征上均更接近于灵长类。并且,树鼩相比于灵长类动物在生物医学研究中有着诸多优势,包括体型小、生殖周期短、饲养成本低等。然而,缺乏遗传操作手段严重制约了树鼩作为实验动物的广泛应用和推广。由于树鼩早期胚胎收集和胚胎移植技术的难题目前均未解决,通过树鼩精原干细胞进行遗传修饰,可为树鼩遗传操作另辟蹊径。 

  在郑萍研究员等的指导下,博士研究生李朝晖等首先成功筛选到细胞表面标记分子Thy1可用于富集树鼩睾丸中的精原干细胞,并发现Wnt/ß-catenin信号通路及树鼩睾丸支持细胞对于精原干细胞维持其增殖及干细胞特征至关重要,据此改善了树鼩精原干细胞体外扩增培养体系,并建立了多株可长期稳定传代培养的树鼩精原干细胞系(图A)。这些体外长期培养的树鼩精原干细胞可稳定表达外源基因(图B),也可以利用CRISPR-Cas9进行基因编辑。基因修饰后的树鼩精原干细胞移植到经白消安处理的雄性受体树鼩睾丸内,可以产生基因修饰精子,通过自然交配从而获得基因修饰子代树鼩(图CD)。 

  该工作解决了树鼩研究中缺乏基因操作技术的瓶颈难题,为树鼩作为新型实验动物的广泛应用打下良好基础。郑萍课题组的博士研究生李朝晖为论文第一作者,郑萍研究员、赵旭东研究员和姚永刚研究员为共同通讯作者。该工作得到了中国科学院(XDB13000000 and XDA01010203)、云南省(2015HA038)以及昆明动物所“135”项目资助。 文章链接:http://www.nature.com/cr/journal/vaop/ncurrent/full/cr2016156a.html 

  

  A. 培养40代的树鼩精原干细胞系;B. 稳定表达绿色荧光蛋白(GFP)的树鼩精原干细胞;C. 基因修饰精原干细胞移植到受体睾丸中;D. 左边为表达GFP转基因树鼩。 

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