动物iPS细胞研究进展

诱导性多能干细胞(iPS细胞)技术经过近10年的发展,在生物学、医学等领域取得了重大突破。论文综述了iPS细胞技术在制备多种动物iPS细胞系方面的研究进展,包括啮齿类动物、非人类的灵长类动物、有蹄类动物等。介绍了获得iPS细胞来源动物个体的研究情况,包括小鼠、大鼠和猪这3种动物。iPS细胞技术对于人类疾病的发生机理与治疗研究有着深远的意义,在转基因动物育种上具有应用前景,并对于珍稀物种的保护提供了新思路。     

体细胞重编程为诱导多能干细胞的研究进展

诱导多能干( induced pluripotent stem,iPS)细胞在维持多能的同时能够持续自我更新。由于诱导多能干细胞能够创造病人特异或者疾病特异的多能干细胞,这些细胞对于研究疾病的机理和药物的发现非常有用。作者主要从iPS细胞建立的优化、被重编程的细胞类型、iPS细胞的发育潜能、iPS细胞产生的2种模型及iPS细胞的应用等5个方面进行了综述。     

RNA干扰技术在动物抗病育种中的应用前景

动物疾病尤其是病毒性疾病一直是畜牧业亟待解决的问题,随着转基因技术的出现,生产遗传修饰动物来抵抗特定传染病的策略备受关注。从长远利益来看,这种基因工程动物从遗传本质上提高了畜禽的抗病能力。转基因抗病育种在未来可能成为减少动物传染性疾病的最有前途的方法之一。RNA干扰是双链RNA特异性诱导同源基因表达沉默的现象。研究证实,RNA干扰在细胞水平,小鼠模型以及动物个体的抗病毒效果是非常明显的,RNA干扰技术作为抗病毒策略为生产抗病转基因动物提供了光明的应用前景。RNA干扰技术介导的抗病转基因动物的研究相继取得了阶段性进展,抗疯牛病转基因羊和牛以及抗内源性逆转录病毒猪已经成功获得,虽然目前获得的转基因动物类型有限,但为继续生产抗病转基因家畜提供了有效的参考和依据。     

诱导多能干细胞技术在猪转基因研究中的应用前景

长期以来,猪都是科学研究中重要的生物模型,转基因猪在生物模型、器官移植和动物良种繁育等方面有着极其重要的研究及应用价值,而现在的转基因克隆猪的成功率及成活率都普遍偏低。诱导多能干细胞技术在再生医学和畜牧业等领域有着广泛而诱人的应用前景,但目前还较少被应用于转基因猪的研究中。作者对转基因技术和诱导多能干细胞技术的发展历程,特别是诱导多能干细胞技术在猪转基因研究中的应用进行简述,以期为开展相关研究的科研人员提供一定的参考。     

转基因山羊研究进展

近年来,动物转基因技术发展日淅完善,在牛、羊、猪等家畜上的应用日益增多.为全面了解山羊转基因技术的研究进展,论文简要回顾了国内外转基因山羊生产的里程碑事件,总结了生产转基因山羊的方法和原理,并对转基因山羊研究状况、应用前景及存在问题进行了较为系统的概括和分析,从而为借助现代生物技术丰富我国山羊育种手段,加快山羊新良种培...     

同源重组技术在转基因动物抗病育种中的应用

1抗病育种的概述 转基因就是将目的基因导入受体细胞的过程.由于这一技术能够实现基因的种间转移,用于动物育种将大大提高育种的目的性而加快育种进程.转基因技术对预防动物疾病、家畜遗传改良具有非常重要的影响[1-2].     

羊分子育种技术

<正>分子育种技术是以分子生物学为基础,遗传学为依据,在DNA分子水平上对家畜品种进行的改良,包括转基因技术、克隆技术、胚胎生物技术和分子遗传标记。分子育种技术加快了动物育种速度,改良了动物品种。1分子育种技术的应用1.1在产毛(绒)性状上的应用羊产毛(绒)性状评定指标主要包括剪毛量、毛(绒)的品质、净毛率等。IGF-1是胰岛素样生长因子,能够促进羊毛囊形成和发育,增加纤维直径,研究者通过转基因技术获得IGF-1的转基因绵羊和转基因绒山羊,IGF-1转基因绵羊F1代的净毛量比非转基因绵羊高6.2%,IGF-1转基因绒山羊能够显     

诱导性多能干细胞研究进展

诱导性多能干细胞(iPS细胞)技术是近几年新发展起来的一种分子生物学技术,该技术采用体外导入Oct4、Sox2、c-Myc和Klf4等4个转录因子可将小鼠体细胞直接重构成为ES细胞样的多潜能细胞,并命名这类细胞为诱导性多潜能干细胞(即iPS细胞)。同样转染上述因子或Oct4、Sox2、Nanog、LIN28等4个因子也能够使人类体细胞重构为iPS细胞,进一步研究表明iPS细胞具有与人类ES细胞相似的基本特征。然而,不论是作为载体的病毒,还是植入的基因都具有致癌的风险,从而限制了iPS细胞的临床应用前景。为克服iPS细胞致癌的风险,科学家们研究出了不借助病毒、安全地将普通皮肤细胞转化为iPS细胞的方法。由此表明iPS细胞将在临床医学、再生医学和药物筛选、疾病动物模型的建立等领域中具有广阔的应用前景。     

基因修饰技术及其在动物育种和生物医药领域的应用

基因修饰技术是一种能精确改造生物基因组,实现外源基因定点整合和基因定点敲除的技术。早期的基因修饰形式主要是转基因,随着科学研究的不断深入,新型基因修饰方法也逐渐研发出来,包括敲除、敲入、定点突变等。根据研究或应用的目的,可以将基因修饰技术分为转基因和基因敲除两方面内容。近年来,随着现代分子技术的高速发展,基因修饰技术不断改进创新,其相关方法和技术已逐步应用于改良家畜性状、研究基因功能、制作动物生物反应器以及构建人类疾病动物模型等领域中,使得畜禽基因功能的研究和转基因育种更加高效,在动物遗传育种以及生物医药等领域取得了显著成就,弥补了传统转基因技术的随机整合、遗传不稳定等缺陷,具有广阔的发展前景。作者从动物转基因和基因敲除技术两方面阐述了基因修饰技术的发展现状及发展趋势,并简要概括了基因修饰技术在动物育种和生物医药领域的应用现状。     

禽类多能性干细胞研究进展

胚胎干细胞是未分化的具有增殖和自我更新能力的细胞,并且能分化成所有类型的体细胞以及生殖细胞。它们提供了早期胚胎分化的体外模型,也是基因操作的重要靶细胞。禽类多能性干细胞培养最重要的应用领域是以干细胞体外遗传修饰、鉴定为技术平台的家禽转基因技术。通过此技术对禽类基因进行遗传修饰与操作,在胚胎发育基础研究、转基因禽类生产及家禽育种等方面有巨大的应用前景。但是禽类多能性干细胞培养的许多基本问题仍亟待解决,如探索其建系的培养条件、揭示其维持多能性和增殖能力的分子机制等。文章综述了禽类多能性干细胞的分离方法、体外分化能力、嵌合体形成以及基因修饰方面的研究进展及目前的研究局限。     

Livestock induced pluripotent stem cells

Chimeric animals generated from livestock-induced pluripotent stem cells (iPSCs) have opened the door of opportunity to genetically manipulate species for the production of biomedical models, improving traits of agricultural importance and potentially providing a system to test novel iPSC therapies. The potential of pluripotent stem cells in livestock has long been recognized, with many attempts being chronicled to isolate, culture and characterize pluripotent cells from embryos. However, in most cases, livestock stem cells derived from embryonic sources have failed to reach a pluripotent state marked by the inability to form chimeric animals. The in-depth understanding of core pluripotency factors and the realization of how these factors can be harnessed to reprogram adult cells into an induced pluripotent state has changed the paradigm of livestock stem cells. In this review, we will examine the advancements in iPSC technology in mammalian and avian livestock species.     

Construction and Validation of Oct4-EGFP Pluripotent Reporter Vector in Pig

This study aimed to construct Oct4-EGFP pluripotent reporter vector in pig without destroying cells researching the expression pattern of Oct4, thus contributing to early embryonic development and stem cell research.Construct Oct4-EGFP pluripotency reporter vector with the In-Fusion PCR cloning technology, the Oct4 promoter sequence to direct the recombinant vector pEGFP-N1 instead of EGFP original CMV promoter plasmid pEGFP-N1 by Oct4 and liposomal transfection technology, and transfected into livability of porcine fetal fibroblasts cells.The results showed that it had successfully constructed Oct4-EGFP pluripotency reporter vector by PCR and sequencing verified, and initially verified the validity of the carrier in the parthenogenetic blastocysts.After liposomal transfection, 8 genetically modified cells of incorporates pluripotent report carrier with the Oct4-EGFP had been gained by screening and PCR.Thus, the In-Fusion PCR cloning technology could efficiently construct Oct4-EGFP pluripotency reporter vector and obtained transgenic positive cells could lay the foundation for the early development and embryonic stem cell research of pig embryos.     

猪Oct4-EGFP多能性报告载体的构建与验证

本研究旨在构建一套猪Oct4-EGFP多能性报告载体,可在不破坏细胞的前提下研究Oct4的表达规律,从而有利于早期胚胎发育研究及干细胞的研究。试验采用无缝克隆(In-Fusion PCR cloning)技术,将Oct4启动子序列直接重组到pEGFP-N1载体上,用Oct4代替质粒pEGFP-N1中增强型绿色荧光蛋白(EGFP)原有的CMV启动子构建出Oct4-EGFP报告载体,并用脂质体转染技术转染入大白猪胎儿成纤维细胞中,分析Oct4-EGFP报告载体,表达情况。结果发现,经PCR及测序验证,成功构建了Oct4-EGFP多能性报告载体,并在孤雌囊胚上初步验证了载体的有效性;经过脂质体转染,经筛选及PCR鉴定,获得了8株整合有Oct4-EGFP多能性报告载体的转基因细胞。研究结果表明,运用无缝克隆技术可高效率构建Oct4-EGFP多能性报告载体,且获得的转基因阳性细胞可为猪胚胎早期发育和胚胎干细胞研究奠定技术基础。     

Recent advances in stem and germ cell research: implications for the derivation of pig pluripotent cells

Pluripotent stem cells have the unique capacity to contribute to all the tissues of an adult animal after transfer into a host embryo. How pluripotency is acquired during early development and how it is maintained in stem cells have attracted the interest of many scientists for over three decades. Much progress in our understanding of how stem cells arise in culture and the signals required for homoeostasis has enabled the derivation of pluripotent cells in multiple species. Here, we discuss recent developments in stem cell biology that will impact the generation of pluripotent cells from different embryonic origins and will contribute to increase our capacity for generating transgenic animals.     

猪多潜能干细胞系的研究进展

猪多潜能干细胞是在体外建立起来的具有自我更新及三胚层分化潜能的一类干细胞,可应用于发育生物学研究、基因组编辑和疾病模型建立等各方面,在畜牧业生产及再生医学研究中具有重要的应用价值。培养体系对多潜能干细胞的成功构建具有重要意义,其包含多种成分,包括基础培养液、氨基酸等营养成分、小分子化合物(信号通路激活剂/抑制剂及细胞因子)共同维持细胞的多能性并抑制其分化。目前已有诸多关于猪多潜能干细胞的报道,但尚未获得高效的培养体系可以维持猪多潜能干细胞的长期传代并完成生殖嵌合。猪多潜能干细胞可分为原始态(Na6ve)、形成态(Formative)及始发态(Primed)3种不同多能性的状态特点,根据建系来源的不同分为猪扩展多潜能干细胞、猪胚胎干细胞、猪前原肠胚上胚层干细胞、猪诱导多能干细胞4种干细胞类型。作者综述了猪多潜能干细胞培养体系中常用的细胞因子和信号通路激活剂/抑制剂对猪多潜能干细胞的多能性和分化能力的影响和作用,为进一步建立具有真正生殖嵌合能力的Na6ve多能性的猪多潜能干细胞系提供研究思路。     

Perspectives of germ cell development in vitro in mammals

Pluripotent stem cells, such as embryonic stem cells (ESCs) and induced pluripotent stem cells (iPSCs) are able to differentiate into all cell lineages of the embryo proper, including germ cells. This pluripotent property has a huge impact on the fields of regenerative medicine, developmental biology and reproductive engineering. Establishing the germ cell lineage from ESCs/iPSCs is the key biological subject, since it would contribute not only to dissection of the biological processes of germ cell development but also to production of unlimited numbers of functional gametes in vitro. Toward this goal, we recently established a culture system that induces functional mouse primordial germ cells (PGCs), precursors of all germ cells, from mouse ESCs/iPSCs. The successful in vitro production of PGCs arose from the study of pluripotent cell state, the signals inducing PGCs and the technology of transplantation. However, there are many obstacles to be overcome for the robust generation of mature gametes or for application of the culture system to other species, including humans and livestock. In this review, we discuss the requirements for a culture system to generate the germ cell lineage from ESCs/iPSCs.