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首次!美国成功使用胚胎干细胞培育出完整小奶牛!

首页 » 《转》译 2018-02-07 转化医学网 赞(2)
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导读
胚胎干细胞是早期胚胎(原肠胚期之前)或原始性腺中分离出来的一类细胞,如何使其在体外保持不分化状态是一个难点。而在最近的一项研究中,科学家成功地使牛胚胎干细胞保持在原始状态。

经过几十年的努力,科学家们终于从奶牛中获得胚胎干细胞(ES细胞),并将其保持在原始状态。这些ES细胞能够变成各种组织,例如皮肤、肌肉和骨头。使用这些干细胞有助于调整和保存奶牛的优良遗传特性。这项研究不仅可以使奶牛产奶更多、肉质更鲜嫩,还可以使奶牛对疾病的抵抗力更强、分娩时并发症更少。这一发现也可能为研究牛的基本发育和模拟人类疾病开辟新的途径。

东兰辛密歇根州立大学发育生物学家Jose Cibelli说,“我以为我一辈子都不会看到这样的事情发生。”在他过去的研究中,实验室培养皿中的牛ES细胞总会发育成其他细胞类型,这意味着它们很快就会失去“干细胞”的多能性。

加州大学戴维斯分校的生殖生物学家Pablo Juan Ross曾经在Cibelli的实验室工作,希望培养条件能使ES细胞保持原始状态,这样可以更容易地改善动物的遗传。因此,发育生物学家Juan CarlosIzpisúaBelmonte和他所在的研究小组,将从牛胚胎中分离出来的干细胞暴露在新的培养基中。培养基中有两个关键成分:促进细胞生长和增殖的蛋白质,以及抑制它们分化成更成熟的细胞类型的物质

科罗拉多州科罗拉多州立大学的生殖生理学家乔治·赛德尔(George Seidel)在研究中同时使用加速器和制动器,结果在实验室中生长一年以上的细胞能够保持其多能状态。并且免疫系统较弱的小鼠被注射这些细胞后,长出由多种类型细胞组成的肿瘤(畸胎瘤),这表明它们是真正的多能干细胞

随着克隆技术的发展,人们对牛胚胎干细胞的兴趣有所下降。使用与多利相同的技术,将来自成体细胞的DNA置于剥离DNA的细胞核中,可以复制产奶更多或生长迅速的奶牛的优良遗传特性。具有这些优良特性的公牛为畜牧业者带来了大量利润,他们向牲畜和奶牛生产者出售精液,使后者的奶牛受精,并为每一代奶牛带来更好的特质。

但是Cibelli指出,这些用于克隆的细胞寿命是短暂的,它们只能分裂20或30次。而长效ES细胞同样可以使畜牧业者获得优质奶牛,却没有多利技术的限制。

如果能够成功地将ES细胞培育成牛精子和卵细胞,家畜遗传学公司可以将这些精子和卵子结合起来,创造出具有新基因组合的胚胎,然后从最好的胚胎中分离出更多的干细胞。他们可以使用这种循环干细胞,不断改良遗传特性,而不需要任何动物的诞生。这可能会加速遗传进程。

对于生物医学研究人员来说,从一个新物种获取ES细胞也可能开辟新的研究途径。作者指出,科学家可以调整这些细胞的基因来创建大鼠动物模型,比小鼠更能模拟人类疾病。

尽管在奶牛中取得了成功,但绝大多数物种的ES细胞仍然难以捉摸。Ross说,到目前为止,新的培养基似乎对羊细胞起作用,但对猪来说却是失败的。Cibelli现在关注狗的技术,因为获得这些多能细胞可能产生新的兽医治疗方法或新的人类疾病模型。(转化医学网360zhyx.com)

参考资料:

First cow embryonic stem cells could lead to healthier, more productive livestock.

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