hiPSCs分化的细胞和类器官在SARS-CoV-2感染研究上的应用

SARS-CoV-2引起全球性传染病COVID-19的大流行,SARS-CoV-2感染研究对于了解人体细胞和器官被此种病毒感染后的病理反应具有重要意义。将hiPSCs分化为呼吸道、肺类器官、神经系统细胞、脑类器官、心肌细胞、血管、肠类器官和肾类器官,进行SARS-CoV-2感染研究,发现这些细胞和类器官受SARS-CoV-2感染,生理活性受损,生理功能削弱,促炎性因子分泌增加,类器官发生炎症反应和功能退化现象。因此,hiPSCs分化的细胞和类器官可用于SARS-CoV-2感染研究,病毒感染会影响这些细胞和类器官的功能。

孤雌胚胎干细胞在细胞移植和治疗上的应用

研究发现,卵子孤雌激活后,从囊胚中获得孤雌胚胎干细胞(parthenogenetic embryonic stem cells, pESCs),pESCs表达多能性标志物,发生表观遗传修饰重编程。它们具有高度的分化潜能,在体内可产生畸胎瘤,在体外能形成类胚体。pESCs能分化成多种类型的细胞,已被用于细胞移植治疗研究。用pESCs分化来的成纤维细胞构建皮肤组织,移植到皮肤缺损处,能促进伤口愈合。源自pESCs的成骨细胞、成软骨细胞和肌腱细胞接种到支架上并移植到皮下后,能再生出骨、软骨和肌腱组织,从而可以为治疗这些组织的损伤提供细胞来源。pESCs分化产生的心肌细胞移植到患急性心肌梗死的宿主心脏后,可改善心脏功能。由pESCs分化的神经干细胞或神经元移植到受损大脑或患帕金森病的宿主大脑后,也能促进大脑皮层的修复,改善宿主的运动缺陷。因此,pESCs在临床上具有重要的应用和推广价值,从而为疾病的细胞移植治疗提供理论依据和临床应用策略。

动物核移植中核的重编程

动物体细胞核能被去核卵重新编程,获得发育的全能性。在重编程过程中,核仁结构发生变化,组蛋白被修饰。端粒酶基因能被重编程,从而恢复核移植后代的端粒长度。核移植后,克隆后代出现X染色体失活。核基因能被重编程,引起基因表达改变。

动物克隆中供体核DNA的甲基化重编程

动物克隆中去核卵母细胞中的供体核DNA会发生甲牡化重编程。克隆胚胎DNA重编程过程中的去甲基化和甲基化过程存在的一些异常会影响胚胎发育；

克隆动物食品的营养性与安全性概述

动物克隆技术的利用对于繁殖性状优良的家畜具有重要意义,确保利用此技术生产的动物食品(奶和肉)的营养性和安全性成为商业化应用的前提和人们关注的热点。牛、山羊、猪等常见家畜的克隆已经成功,针对其奶和肉的营养性和安全性开展的研究发现,克隆动物食品具有与非克隆动物食品相当的营养性、无毒性且对动物生理无不利影响。但是,这种食品要被消费者接受,还需要降低其生产成本和提高公众的心理接受度。

线粒体遗传病预防的线粒体替换技术及其伦理问题概述

目前,患有线粒体遗传病的妇女想要获得健康后代的愿望已经可以采用线粒体替换技术来实现。通过这种技术,可以获得线粒体功能正常的重构卵子或重构胚胎,从而得到正常后代。但是,这一技术的应用也带来了一些伦理问题的争论,如应用该技术出生的后代会有两个遗传学母亲的问题、该技术是否属于治疗性的问题、该技术的实施过程可能造成的胚胎损伤问题以及该技术可能导致的卵子商品化问题等。本文对这一技术及其伦理问题进行概述。

牛卵核移植技术的应用

用去核的牛卵母细胞进行核移植,形成重构胚,胚胎移植后,可产生克隆牛。将克隆牛的肉和奶制成肉粉和奶粉饲喂大鼠,大鼠的生理功能不受影响。牛卵核移植技术为珍稀动物的保护提供了一条重要途径,对于细胞治疗的研究也具有重要意义。通过牛卵核移植技术,可构建异种克隆胚胎,用以研究核质相互作用。将牛卵核移植技术和体细胞基因修饰技术相结合,可生产转基因克隆牛。

卵母细胞激活

卵母细胞可被精子、化学物质和电脉冲等激活,激活后,胞质内发生Ca2+振荡、皮质颗粒释放、pH值增长以及成熟促进因子和有丝分裂原活化蛋白激酶失活等一系列重要事件。卵母细胞激活是人工构建孤雌胚胎和克隆胚胎的必需步骤。

核移植胚胎干细胞的制备、特性和应用概述

从克隆胚胎中分离、培育而成的干细胞称为核移植胚胎干细胞。核移植胚胎干细胞有正常的核型,表现碱性磷酸酶活性,能分化成其他类型的细胞,对于疾病治疗研究具有重要的价值。本文概述核移植胚胎干细胞的制备、特性和应用,并讨论了人核移植胚胎干细胞的制备的伦理问题。

人造卵子及其伦理问题概述

人造卵子可以由干细胞分化而来,可用于女性不孕症的治疗研究。人造卵子可用胚胎干细胞(ESCs)或诱导多能干细胞(iPSCs)来制造。前者需要通过破坏胚胎来获得,技术本身存在伦理问题;后者的获取不需要破坏胚胎,可用身体上的普通细胞经诱导后生成,也不会引起伦理道德争议。

动物克隆中线粒体DNA的命运

线粒体是真核细胞的一种重要胞器。在克隆胚胎发育过程中，供体细胞和受体卵母细胞的线粒体DNA存在三种命运：．供体线粒体DNA消失，仅存在受体线粒体DNA；供体与受体线粒体DNA共存；受体线粒体DNA消失，被供体线粒体DNA取代。

克隆胚胎中核有丝分裂器蛋白(NuMA)的动态变化

核有丝分裂器蛋白(NuMA)是一种负责纺缍体极装配的蛋白质。供体细胞核移入去核卵母细胞后,在供体核中未发现NuMA,在重构胚的原核中出现NuMA。克隆胚胎卵裂后,NuMA存在于卵裂球的核中。在克隆胚胎中,NuMA的缺乏会导致有丝分裂纺缍体异常,染色体排列混乱,这些异常影响克隆胚胎的正常发育。

动物克隆中的胎盘异常

核移植后,克隆胎儿的发育需要通过胎盘与母体进行物质交换。供体核重编程的错误常导致克隆胎盘异常,如胎盘过大、滋养层异常和血管缺陷等,这些现象通常与蛋白质表达的异常有关。克隆胎盘的缺陷会影响克隆胎儿的发育,降低胎儿的出生率,这可能是造成动物克隆效率低下的一个重要原因。

动物克隆中的端粒和端粒酶

端粒是染色体上的一种重要结构,对维持染色体的稳定性起重要作用。核移植后,端粒长度和端粒酶活性的变化是重要的核重编程事件。不同种类的动物和供体细胞核移植后,在端粒长度的变化上存在一些差异,反映了重编程程度的不同。核移植后,在克隆囊胚中存在高水平的端粒酶活性,克隆动物的端粒长度延长,可能是由于克隆过程中端粒酶基因的重编程的缘故。

卵母细胞的生发泡移植

生发泡(germinal vesicle,GV)移植到去核的GV期卵母细胞后,获得重构卵,重构卵在体外能成熟,受精和进行胚胎发育。GV移植到去核的第二次减数分裂中期(metaphase Ⅱ,MII)卵母细胞后,重构卵能发生GV破裂,但难以排出第一极体。GV移植后,通过连续核移植,重构合子具有发育到终期的能力。GV移植为研究卵母细胞的发育提供了一种重要工具。

动物克隆中的组蛋白修饰的变化

供体细胞核移入去核卵母细胞后,体细胞型组蛋白H1被卵母细胞型组蛋白H1替换。在克隆胚胎发育过程中,卵母细胞型组蛋白H1被体细胞型组蛋白H1取代。核移植后,组蛋白H3发生甲基化修饰,组蛋白H3和H4的乙酰化水平发生改变。这些组蛋白修饰的变化对于克隆胚胎的发育是重要的。