化學(xué)重編程顆粒細(xì)胞以形成功能性卵母細(xì)胞
通過(guò)將化學(xué)混合物引入顆粒細(xì)胞,中國(guó)的研究人員誘導(dǎo)這種細(xì)胞轉(zhuǎn)化為小鼠的功能性卵母細(xì)胞。一旦受精,這些卵母細(xì)胞便能夠成功產(chǎn)生健康的后代,與自然繁殖的小鼠沒(méi)有差異?;瘜W(xué)重編程方法出現(xiàn)在12月24日的《Cell Reports》雜志上。
卵巢卵泡是卵巢的基本功能單位,由卵母細(xì)胞,未成熟卵組成,卵母細(xì)胞被顆粒細(xì)胞包圍。除了對(duì)卵泡的發(fā)育至關(guān)重要外,研究還表明顆粒細(xì)胞具有可塑性,表現(xiàn)出干細(xì)胞樣特性。
關(guān)于體外受精的事情是,他們只使用卵母細(xì)胞進(jìn)行手術(shù)。取卵后,卵泡中的顆粒細(xì)胞被丟棄。讓我們開(kāi)始思考,如果我們可以利用這些顆粒細(xì)胞呢?由于每個(gè)雞蛋周圍都有成千上萬(wàn)的顆粒細(xì)胞,如果我們能將它們誘導(dǎo)為多能細(xì)胞并將這些細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)槁涯讣?xì)胞,我們不是用一塊石頭殺死兩只鳥(niǎo)嗎?”
劉Liu,南開(kāi)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院資深作者
一旦從卵泡中去除,顆粒細(xì)胞往往會(huì)經(jīng)歷細(xì)胞死亡和分化。Liu和他的團(tuán)隊(duì)(包括博士生田成磊和傅海峰)開(kāi)發(fā)了一種具有巖石抑制劑和巴豆酸的化學(xué)“雞尾酒”,用于從顆粒細(xì)胞中產(chǎn)生化學(xué)誘導(dǎo)的多能干細(xì)胞(CiPSC)。該研究小組介紹了Rock抑制劑,以防止細(xì)胞死亡并促進(jìn)增殖。與其他重要的小型化學(xué)品組合,巴豆酸有助于將顆粒細(xì)胞誘導(dǎo)為具有生殖能力的多能干細(xì)胞,該多能干細(xì)胞表現(xiàn)出與胚胎干細(xì)胞相似的多能性。
將另一種巖石抑制劑和維生素C的混合物引入到具有生殖能力的多能干細(xì)胞中,以改善卵泡發(fā)育并誘導(dǎo)減數(shù)分裂。減數(shù)分裂是單個(gè)細(xì)胞變成性細(xì)胞(卵)的過(guò)程。從顆粒細(xì)胞再生的生殖細(xì)胞和卵母細(xì)胞顯示出高基因組穩(wěn)定性,并成功產(chǎn)生了具有正常生育力的后代。“這是一個(gè)令人驚訝的結(jié)果,”劉說(shuō)。“誘導(dǎo)的多能種系的能力通常低于胚胎干細(xì)胞。種系的能力對(duì)于種系細(xì)胞將遺傳信息傳遞給下一代至關(guān)重要。通過(guò)Rock抑制劑和巴豆酸的共同配制,不僅效率更高,而且質(zhì)量也提高了。”
劉說(shuō):“我們可以始終如一地控制這些小化學(xué)藥品的濃度和處理時(shí)間。”與傳統(tǒng)的干細(xì)胞誘導(dǎo)方法(如轉(zhuǎn)染)相比,化學(xué)處理通過(guò)將轉(zhuǎn)錄因子引入體細(xì)胞來(lái)對(duì)細(xì)胞進(jìn)行重新編程,從而實(shí)現(xiàn)了更高的可控性。“轉(zhuǎn)染方法可能具有更高的遺傳不穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)。”
他說(shuō):“這是我們首次將顆粒細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)槁涯讣?xì)胞,這在發(fā)育和生殖生物學(xué)中是至關(guān)重要且有趣的工作。”“但是,對(duì)小鼠進(jìn)行人類這項(xiàng)研究仍有很長(zhǎng)的路要走。我認(rèn)為,在保留生育力和內(nèi)分泌功能方面,而不是在治療不孕方面,它具有更大的前景。”
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