研究發(fā)現(xiàn)大鼠干細(xì)胞多能性調(diào)控新規(guī)律

胚胎干細(xì)胞（ESCs）和誘導(dǎo)多能性干細(xì)胞（iPSCs）具有多潛能分化能力，能夠分化形成各種類型和功能的細(xì)胞，因而在發(fā)育生物學(xué)研究和再生醫(yī)學(xué)中具有重要的應(yīng)用價值。通過四倍體補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)讓 ESCs 和 iPSCs 獨(dú)立發(fā)育成健康的個體，是評估細(xì)胞多能性的最嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，迄今只有小鼠的 ESCs 和 iPSCs 具有這種能力，其它物種的干細(xì)胞是否具有最高等級的多能性仍然未知。近日，中國科學(xué)院動物研究所周琪研究組首次報道了除小鼠之外，大鼠胚胎干細(xì)胞也具有通過四倍體補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生健康個體的能力，證實(shí)最高等級的多能性可以在不同物種的干細(xì)胞上建立，并發(fā)現(xiàn)多能性維持的新規(guī)律，為研究干細(xì)胞多能性的物種進(jìn)化差異和調(diào)控機(jī)制提供了新基礎(chǔ)。10 月 23 日，相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》上。

該研究首先建立了大鼠這一重要模式動物的四倍體補(bǔ)償技術(shù)體系，為干細(xì)胞多能性的研究和評估提供了技術(shù)平臺。研究人員系統(tǒng)評估了不同來源干細(xì)胞在不同代次的發(fā)育能力，發(fā)現(xiàn)“t2i”培養(yǎng)條件下建立的低代次大鼠 ESCs 具有很高多能性水平，通過四倍體補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虬l(fā)育成健康個體，但這一能力隨著細(xì)胞培養(yǎng)傳代迅速喪失。進(jìn)一步研究揭示，隨著大鼠 ESCs 在體外的培養(yǎng)，干細(xì)胞的基因組甲基化水平迅速降低，基因組印記被擦除，導(dǎo)致印記丟失從而喪失了其發(fā)育能力。相比小鼠 ESCs，雖然其也會發(fā)生甲基化水平降低和印記丟失，但去甲基化速率顯著慢于大鼠 ESCs。這提示干細(xì)胞多能性在不同物種的干細(xì)胞間是保守的，但其調(diào)控模式可能存在物種特異性。這為從不同物種中（包括人在內(nèi)）建立具有最高多能性的干細(xì)胞提供了新思路，也為進(jìn)一步了解不同物種干細(xì)胞多能性的建立和調(diào)控提供了重要理論基礎(chǔ)。