靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物個(gè)體水平實(shí)現(xiàn)對(duì)嵌合細(xì)胞的長(zhǎng)期活體示蹤詳解

當(dāng)前，靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物多能干細(xì)胞的建立已被廣泛應(yīng)用于各項(xiàng)研究中。建立高質(zhì)量的猴多能干細(xì)胞對(duì)于臨床前研究具有重要意義，尤其是排除飼養(yǎng)層細(xì)胞不確定成分的影響，建立成分明確、無(wú)異源成分培養(yǎng)的多能干細(xì)胞。此外，生物發(fā)光成像具有在組織深度上的優(yōu)勢(shì)和非侵入的特性，被廣泛用于動(dòng)物體內(nèi)細(xì)胞的基因表達(dá)、細(xì)胞遷移和分子事件的非侵入性、縱向的活體示蹤。與常見(jiàn)的熒光成像相比，利用熒光素酶，無(wú)需依賴(lài)激發(fā)光源，從而排除了自體熒光的干擾，在深層的動(dòng)物組織中也具有很高的光信號(hào)靈敏度。

近日，省部共建非人靈長(zhǎng)類(lèi)生物醫(yī)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/昆明理工大學(xué)靈長(zhǎng)類(lèi)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究院牛昱宇教授和季維智院士領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)在Protein & Cell雜志上發(fā)表了題為“Long-term in vivo chimeric cells tracking in non-human primate” 的研究論文。這是在靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物中首次實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期活體細(xì)胞示蹤，并且是異體嵌合細(xì)胞的長(zhǎng)期活體示蹤，在開(kāi)發(fā)干細(xì)胞療法、異種嵌合器官再生，及其臨床轉(zhuǎn)化方面具有非常重要的意義。

本研究首先建立了適用于獼猴和食蟹猴干細(xì)胞（胚胎干細(xì)胞和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞）的高質(zhì)量無(wú)飼養(yǎng)層無(wú)異源培養(yǎng)體系。該體系適用于細(xì)胞建系和已有細(xì)胞系狀態(tài)變更和維持，轉(zhuǎn)錄組、甲基化和分化能力等多方面也證明了該體系培養(yǎng)下干細(xì)胞具備強(qiáng)的多能性。進(jìn)一步，該體系培養(yǎng)的猴干細(xì)胞可實(shí)現(xiàn)胚胎嵌合，嵌合胚胎48小時(shí)發(fā)育率高達(dá)90%，通過(guò)嵌合胚胎的體外延遲培養(yǎng)證實(shí)了細(xì)胞可嵌合發(fā)育形成包括原始生殖細(xì)胞樣細(xì)胞在內(nèi)的著床后胚胎的所有譜系。通過(guò)將AkaLumine/AkaLuc整合到干細(xì)胞中，完成生物發(fā)光系統(tǒng)改造，構(gòu)建嵌合體猴模型。本研究首次獲得了攜帶生物發(fā)光標(biāo)簽的嵌合猴，通過(guò)活體成像系統(tǒng)在嵌合猴2月齡、4月齡、8月齡、1歲和2歲均能檢測(cè)到嵌合細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)了對(duì)嵌合細(xì)胞的長(zhǎng)期活體示蹤，這為未來(lái)系統(tǒng)評(píng)估移植干細(xì)胞在體內(nèi)存活時(shí)間和歸巢能力奠定了基礎(chǔ)。

（構(gòu)建嵌合體猴模型及嵌合細(xì)胞示蹤模式圖）

本研究建立了適用于獼猴和食蟹猴多能干細(xì)胞無(wú)異源培養(yǎng)體系，在獲得嵌合體動(dòng)物的基礎(chǔ)上，首次實(shí)現(xiàn)靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物長(zhǎng)期、干細(xì)胞嵌合示蹤，為深入理解干細(xì)胞活體示蹤、異種嵌合器官再生和移植提供重要參考。

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