科學家建立新型單倍體幹細胞

真核生物的遺傳信息都在細胞核中以染色體的形式存在。二倍體細胞中有兩套染色體，這是哺乳動物遺傳信息的呈遞模式。而單倍體細胞中只具有一套染色體，這降低了其基因組的複雜程度，有利於隱性純合體的獲得，是極具價值的遺傳學研究工具。

2011年及2012年，小鼠的孤雌與孤雄單倍體胚胎幹細胞系被成功建立。此後，大鼠、食蟹猴以及人來源的單倍體胚胎幹細胞系也相繼被建立。這些重要的單倍體細胞類型已被應用於功能基因的篩選以及動物模型的建立等。與胚胎幹細胞不同，滋養層幹細胞是具有自我更新能力的滋養層祖細胞，能夠分化為胎盤中不同類型的滋養層細胞，是研究胎盤發育、功能及相關疾病致病機制的理想體外模型。但是，目前對滋養層幹細胞的基因編輯效率極為有限，這限制了其在遺傳學研究等方面的廣泛應用。

中國科學院動物研究所研究團隊通過對培養體系進行優化，從孤雌單倍體囊胚中成功建立小鼠孤雌單倍體滋養層幹細胞系（Haploid trophoblast stem cells, haTSC），並證明其在體外培養過程中可維持基因組穩定性。進一步研究發現，它們高表達經典的滋養層幹細胞標誌基因，並在基因表達模式上與二倍體滋養層幹細胞非常相似。更重要的是，體外及體內實驗結果顯示，單倍體滋養層幹細胞能夠高效嵌合到胎盤組織中，並向滋養層譜系的各種細胞類型進行分化，具有廣闊的胚外發育潛能。此外，該團隊證明單倍體滋養層幹細胞可作為全基因組純合型遺傳突變細胞庫介導有效的基因篩選。孤雌單倍體滋養層幹細胞的建立有利於快速高效地獲得純合型基因突變的滋養層幹細胞，這對於研究胎盤中滋養層譜系的命運決定和分化，尤其是功能單元的構建將提供極大的便利。

相關成果於2019年1月8日在國際學術期刊Cell Reports發表。該研究工作由動物所和中科院幹細胞與再生醫學創新研究院完成。動物所研究員周琪與李偉為論文的共同通訊作者；博士生崔彤彤、姜力元及助理研究員李天達為論文的共同第一作者。該研究受到中科院戰略科技先導專項及科技部、基金委等的資助。

小鼠孤雌單倍體滋養層幹細胞具有廣闊的胚外發育潛能，是研究胎盤生物學和功能基因組學的新型工具

來源：中國科學院動物研究所

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