哺乳动物单倍体胚胎干细胞研究进展与展望

单倍体胚胎干细胞(Haploid embryonic stem cells,haES)是指只含有一套染色体的,拥有类似于正常胚胎干细胞的特性,可以在体外无限增殖,并可以形成多种功能细胞、组织和器官的细胞类群,现阶段分为孤雌单倍体胚胎干细胞和孤雄单倍体胚胎干细胞2种。单倍体胚胎干细胞经过2年多的发展已成为研究基因遗传功能的理想工具,而且在细胞水平与个体水平上均体现强大的潜力。本文将从近期研究进展、应用方向及存在的问题等3个主要方面对哺乳动物单倍体干细胞进行系统的介绍,并结合笔者的观点对其未来的发展前景予以展望。

Xist敲降可以改善孤雄单倍体囊胚质量

单倍体胚胎干细胞研究一直以来吸引着研究者们的注意,它可以用作基因修饰的工具或是用于药物筛选。随着孤雄胚胎干细胞系的成功建立,更扩展了单倍体胚胎干细胞的应用前景。但单倍体孤雄胚胎发育率低,胚胎质量差,制约着孤雄单倍体胚胎干细胞的建系。为改善孤雄单倍体胚胎发育潜能及胚胎干细胞建系效率低的问题,我们检测了小鼠(Mus musculus domesticus)孤雄单倍体胚胎的体外发育过程和该过程中Xist基因表达情况。结果发现,孤雄单倍体胚胎囊胚发育率只有10%~14%,发育至囊胚所需时间差异较大,从3.5~5.5 d不等。通过核糖核酸荧光原位杂交实验(RNA-FISH)跟踪Xist基因表达情况,发现其在发育至囊胚阶段的胚胎中呈抑制状态,而在早期胚胎中多呈表达状态。通过si RNA扰低Xist表达,虽然没有改变孤雄单倍体胚胎发育到囊胚的比例,但显著提高了囊胚质量,并提高了接种胚胎内细胞团(ICM)后建立细胞系的效率。结果说明,Xist基因的表达可能是导致小鼠孤雄单倍体胚胎质量差、干细胞建系率低的原因之一。