猪间充质干细胞生物学特征及其重编程为诱导多能干细胞的研究

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本研究总结了猪间充质干细胞和诱导多能干细胞以及猪诱导多能干细胞的研究进展,研究了体外长期培养对猪脂肪间充质干细胞(Adipose mesenchyme stemcell, AMSC)和骨髓间充质干细胞(Bone marrow mesenchymal stem cell, BMSC)的增殖能力和多功能性基因表达的影响。研究发现,AMSCs和BMSCs能在体外培养至第20代。随着培养代数的增加,AMSCs和BMSCs的增殖能力都有所下降,并且AMSCs的生长能力低于BMSCs。经过体外诱导分化实验证实,第20代的AMSCs和BMSCs依然具有分化为脂肪和骨细胞的能力。Oct4、Sox2、Klf4、c-Myc和Nanog这五种重编程转录因子在各代数的猪间充质干细胞上均有表达。除了第20代的AMSCs,其余代数AMSCs表达Klf4的量高于相应代数的BMSCs,而任一代数BMSCs表达Oct4和Sox2的量也明显高于相应代数的AMSCs。经过蛋白定位发现,每种重编程转录因子在两种间充质干细胞的核与质中均有表达。本实验还研究了AMSCs和BMSCs重编程到诱导多能干细胞(iPSCs)是否具有优越性,以及高代数AMSCs和BMSCs进行重编程的能力。研究发现,当用第0代的AMSCs和BMSCs进行iPSCs诱导时,重编程速度和效率都明显高于猪胎儿成纤维细胞。第5代的AMSCs和BMSCs重编程速度和效率与第0代间充质干细胞相比,虽然有所下降,但差异不显著。当用第10代的AMSCs和BMSCs进行iPSCs诱导时,AMSCs没能形成克隆,BMSCs虽然形成了克隆,诱导速度和效率跟前两代的间充质干细胞相比不仅显著降低,获得的iPSCs质量也明显低于第0代和第5代细胞诱导的iPSCs克隆。外源基因检测结果显示本实验所获得的iPSCs克隆仍表达外源基因,细胞未被完全重编程,因此猪iPSCs诱导的条件和方法还需进一步改进。
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