精原干细胞移植治疗不孕不育小鼠模型的初探

通过曲细精管显微注射法, 将从雄性FVB/NJ-GFP转基因小鼠睾丸内分离得到的精原干细胞注射进不孕不育动物模型—— BALB/c雄性裸鼠的睾丸曲细精管中, 对其生精现象进行了深入的分析. 为了进一步验证精原干细胞移植后的雄鼠重新获得生殖能力, 这些雄鼠被用于自然交配, 并以编码GFP荧光蛋白的cDNA为杂交探针, 用Southern Blot方法分析其后代小鼠的基因型. 实验结果表明, 作为移植受体的不孕不育BALB/c裸鼠是一种免疫缺陷性小鼠, 能较好地避免供体和受体之间的免疫排斥反应. 供体精原干细胞可以在68.33% (41/60)进行移植实验的受体小鼠睾丸内存活、迁移和增殖, 并在受体睾丸内腔中发育成成熟的精子, 有5只杂交后代小鼠的基因型呈现为GFP阳性. 本实验室建立了曲细精管显微注射技术, 并在利用精原干细胞移植治疗不孕不育小鼠的实验中获得了初步成功. 精原干细胞移植技术在探讨精子发生机理、重建不育个体的精子发生和恢复不育症患者的生育能力等方面有着重要的应用前景.     

"丢失的环节"可能引发干细胞革命

最近,两个科学家团队分别独立发现了一种新型的干细胞,并认为这种干细胞能够更好地治疗目前的一些不治之症。来自牛津和剑桥大学的研究者们在实验室小鼠和大鼠身上发现,这种新型干细胞的行为更像人类的干细胞,有助于寻找更好的人类疾病的动物模型。     

借助基因编辑，无毛小鼠长出人类头发

<正>如今，脱发已经成为当代年轻人最头疼的问题之一，因为脱发极大地影响形象。幸运的是，美国科学家正尝试通过基因工程技术对细胞重新编程来治疗秃顶的问题。据悉，研究人员通过基因“重新编程”普通细胞（如血液或者脂肪细胞等），使其直接转化为毛发干细胞，并给小鼠移植了毛发干细胞，使无毛的小鼠长出了人类的头发。     

肝干细胞在小鼠脾脏中集落样生长

为了得到肝干细胞存在的直接证据，对小鼠胎肝细胞进行了长期体外培养，分离到AFP，CD34及ALB等特异性分子标志阳性、并呈集落样生长的原始细胞系。进而采用体内移植实验，发现小鼠的脾脏明显增大，有多个大小不等的结节出现，而且统计学分析显示，形成的脾结节数与移植的胎肝细胞数之间呈正相关关系。组织病理学和免疫组织化学分析表明，结节中的细胞形态多样，增殖旺盛，部分细胞胞质较丰富，具有肝原始细胞的形态学特征，而且AFP，CD34等分子标志为阳性。这些结果证实在小鼠胎肝中存在着具有多分化潜能的肝干细胞。     

两性小鼠核移植胚胎干细胞系的建立及其在胚胎干细胞多能性评估中的研究

治疗性克隆的安全性与风险性是阻碍治疗性克隆发展的关键环节之一. 由于受到社会伦理问题的限制, 人胚胎干细胞的多能性检测只能通过畸胎瘤的方式鉴定, 与传统的小鼠生殖系嵌合鉴定方式不同. 但是两种多能性检测方式之间的区别还不清楚. 本研究利用遗传突变两性小鼠心肌成纤维细胞作为核移植供体细胞, 构建核移植胚胎, 经过体外培养获得克隆囊胚, 建立核移植胚胎干细胞系. 对胚胎干细胞系的鉴定结果表明, 两性小鼠核移植胚胎干细胞系表达所有小鼠胚胎干细胞系多能性及特异的分子标记, 如碱性磷酸酶活性, Oct4, Nanog, SSEA-1等, 干细胞注射到免疫缺陷小鼠(SCID)体内能够形成含有三胚层分化附属物的畸胎瘤组织, 证明两性小鼠核移植胚胎干细胞系具有多能性. 但通过囊胚注射的方式获得的二倍体嵌合小鼠经过交配不能获得生殖系嵌合的小鼠, 因而两性小鼠核移植胚胎干细胞系并不具有全能性, 说明体内形成三胚层分化附属物的畸胎瘤组织并不能替代传统的生殖系嵌合, 提示在人治疗性克隆胚胎干细胞系多能性鉴定中, 仍然需要更多、更严格的标准, 进而最大程度地降低治疗性克隆临床应用的风险性.     

跨物种分泌精子新法

美国科学家最近利用小鼠成功地分泌出了大鼠的精子,这一跨物种精子分泌新法可用于治疗男性不育症和挽救珍稀动物等。 新出版的英国《自然》杂志发表了美国宾夕法尼亚大学一个科研小组的这一成果。他们将大鼠精巢中精原细胞中的干细胞取出,并在试管中使这些干细胞大量繁殖,然后将它们植入10只使其免疫力丧失的小鼠精巢中,结果一段时间后这些小鼠产生了大鼠的精子。使小鼠免疫力丧失的目的是避免小鼠对植入的大鼠组织产生排异反应。 精巢中含有多种精原细胞,为     

脐带血干细胞的用途

由于干细胞具有自我复制及多向分化潜能,因此可用它来修复损伤、衰老的人体组织、器官。血液系统疾病及免疫缺陷患者利用脐带血干细胞移植的方法进行治疗,就是重建造血系统和免疫系统的典型例子,目前有些医院已成功地将干细胞应用于心血管疾病、神经损伤及角膜损伤和多种肿瘤的治疗,并取得了非常好的效果。另外,干细胞可     

转基因动物应用的巨大潜力

转移基因技术是近年来发展起来的一门新技术。它通过显微注射、电转移、病毒传染、胚胎干细胞移植等方法，能将外源基因导入动物细胞中，使之与动物细胞中的染色体发生重组，形成转基因动物。目前已获得转基因猪、转基因牛、转基因羊、转基因兔等多种转基因动物。它们在生产性能、抗病性、生产生物医学产品诸方面发挥了巨大作用，并为研究和征服人类遗传疾病提供模型。     

诱导多潜能干细胞(iPSCs)的临床应用进展

诱导多潜能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)自2006年被Yamanaka研究小组发现后,由于其与胚胎干细胞相似的分化潜能,且不涉及伦理问题,在临床研究等方面具有广阔的研究前景并迅速成为当前研究的热点.利用该技术能获得疾病特异的诱导多潜能干细胞,避免了移植中的免疫排斥问题,同时也可将其诱导分化为各种细胞类型并用于疾病模型的研究.本综述主要探讨iPS细胞的疾病模型和细胞治疗的研究进展,并就其存在的问题及应用前景进行浅析.     

人造鼠肝

大致来说,我们把细胞放在一个特定的空间里,通过细胞之间的通讯,形成特定的器官——移植后的细胞或自行组装,最终生成有功能的器官。"肝芽"移植不久前,研究人员发现,把由人类干细胞生成的"肝芽"移植到小鼠体内,能恢复小鼠的肝脏功能。尽管只是初步结果,却很有可能给再生医学领域带来创新,尤其对于每年数千名等待肝脏移植的病人来说,意义重大。     

“人造精子”介导半克隆技术的建立与应用

"人造精子",也即单倍体胚胎干细胞,为正向遗传学和反向遗传学的研究提供了巨大的帮助,使得研究对象从细胞层面,扩展到更为可信的动物层面。作为胚胎干细胞的一种,"人造精子"拥有着胚胎干细胞可以无限扩增,且保持着很高的多能性的优势;同时,它具备精子的特性,携带有稳定的单倍体基因组遗传信息,能够与卵细胞融合为合子,并发育成健康的半克隆个体。"人造精子"的技术不仅推动了基础研究的速度,而且对医学遗传病的研究和治疗提供了革命性的工具。文章主要讲述了"人造精子"的起源、半克隆技术的实现,以及"人造精子"目前最新的应用研究。     

荧光磁性纳米粒子标记的小鼠胚胎干细胞靶向识别体内胃癌细胞

胃癌的早期诊断和治疗是提高胃癌患者预后的关键, 纳米技术和干细胞是继手术、化疗和放疗之外新兴的肿瘤治疗新技术. 制备了氨基化修饰的荧光磁性纳米粒子(FMNPs), 无滋养层培养了小鼠胚胎干细胞(mESCs), 体外实验评价了mESCs的条件培养基对胃癌细胞的影响, 并利用FMNPs标记mESCs制备了干细胞纳米探针(FMNPs-mESCs), 通过尾静脉注射进入荷瘤小鼠的体内, 利用小动物活体成像系统考察了FMNPs-mESCs靶向识别体内胃癌细胞的能力. 结果显示, 制备的FMNPs具有良好的荧光性能和磁响应性能, 在50 μg/mL的浓度范围内对mESCs具有良好的生物活性, mESCs的条件培养基对胃癌细胞具有显著的抑制增殖的作用, FMNPs标记的mESCs具有良好的荧光性能, 在注射进入荷瘤小鼠体内6 h后可以通过活体成像结果和离体器官的荧光成像结果观察到肿瘤组织有显著的荧光信号. 研究表明, FMNPs-mESCs具有特异靶向识别体内胃癌细胞的能力, 为利用胚胎干细胞治疗胃癌提出新的研究方向.     

纳米技术在干细胞研究中的应用

基于纳米技术的干细胞研究是指运用纳米技术开展干细胞的相关研究, 包括基于纳米技术的干细胞微环境培养、干细胞转染、干细胞分离、干细胞组织工程以及干细胞检测、跟踪和成像等, 是结合干细胞和纳米技术这两个前沿科技领域迅速发展并逐渐形成的一个新兴研究方向. 本文评述了最近几年纳米技术应用于干细胞研究的进展, 主要体现在基于纳米颗粒的干细胞分离纯化、纳米颗粒用于干细胞的标记与成像, 纳米颗粒作为基因或其他药物分子的载体转染干细胞以及三维纳米结构控制干细胞增殖分化等方面. 同时, 就纳米材料与干细胞的生物效应研究现状作了阐述, 并进一步展望了基于纳米技术干细胞研究的发展前景与关键问题.     

发育重演律与干细胞研究

发育重演律是生物个体发育的一般规律,也是干细胞分化的一般规律,可以为干细胞研究提供指导。本文根据发育重演律提供的个体发育基本模式和干细胞分化的一般过程,提出了干细胞分化周期的概念,不但指出了成体干细胞在体内存在的部位,还对多潜能干细胞和单能干细胞存在的部位进行了区分,并对间充质干细胞的本质及相关现象进行了阐释。     

Na_v1.7离子通道作为疼痛的药物靶标:向精准医学迈进

安全有效地治疗慢性疼痛是全球性尚未解决的医疗难题,现有的治疗或是部分有效,或是因其副作用而被限制使用。对慢性疼痛病理学相关的特定基因功能研究的快速进展,例如阐明编码外周电压门控钠通道的基因功能,能够推进疼痛药物治疗的发展。以电压门控钠通道Na_v1.7为例,综述了对患者细胞进行特异性诱导多能干细胞(iPSCs)操作并分化成感觉神经元,以及在结构建模方面取得的进展,展示了从基础研究到临床转化的可能性。这些新的方法将有望实现从试错治疗到基因引导的疼痛精确药物治疗的转变。     

细胞重编程改写细胞命运：细胞的返老还童——2012年诺贝尔生理学或医学奖简介

科学家们对细胞重编程的研究已经持续了数十年。所谓细胞重编程是指“已分化的特定细胞可以被重新编程为多功能的干细胞”。1962年,约翰·戈登（John Gurdon）在他的实验室里证明,已分化的动物体细胞在蛙卵中可以被重编程,从而具有发育成完整个体的能力,证明了细胞的分化是可逆的。2006年,山中伸弥（Shinya Yamanaka）将戈登的这一成果推进了一大步,实现了细胞在体外的重编程,诱导出了具有多能性的细胞（即诱导性多能干细胞,induced pluripotent stem cell,iPS细胞）,证明了细胞命运是有选择性地打开或关闭某些基因的结果。与胚胎干细胞相比,iPS细胞的优势在于它避开了使用人体胚胎提取干细胞的伦理道德制约,使干细胞研究能被所有人接受。同时,由于这些细胞来自于病人自身,在临床应用时有希望避免免疫系统对外来组织的排斥。iPS技术的创立开创了一个全新的研究领域。     

身在何处——2014年诺贝尔生理学或医学奖介绍

首先简要介绍2014年诺贝尔生理学或医学奖三位获奖者(John M. O’Keefe,Edvard I. Moser 和 May-Britt Moser)的学术生涯。然后详细介绍他们获奖的主要成就：O’keefe教授在20世纪70年代发现鼠海马上神经细胞对动物所处的位置敏感,因此命名为位置细胞;而后Moser夫妇在鼠脑的内嗅皮质中发现栅格细胞,它的感受野呈现有规律的三角形网格覆盖整个环境,从而认为这些细胞组织成动物导航系统的神经机制具有可能性。最后指出,由于脑科学研究的复杂性,这些研究工作仅是动物导航行为探究中的重大突破,离开彻底解决这个问题尚有距离。     

小鼠，模式生物中的“常青树”

回顾了小鼠走进实验室的发展历程,并结合实际介绍了自发突变小鼠、基因修饰小鼠在生命科学研究和生物医药发展中的科学意义和应用价值,展望了基因修饰小鼠模型的研发新技术。     

纳米金等离子共振特性在生物成像中的应用

随着生物医学的发展, 科学研究对生物成像技术和成像分辨率的要求越来越高, 纳米技术和材料被越来越多地应用到生物医学领域中来. 在细胞和生物组织的成像分析中, 纳米金由于其特殊的表面等离子共振特性和优良的生物相容性, 常被用作对比剂、靶向载体、增强剂、示踪剂和传感器而广泛应用于生物成像领域中. 我们将课题组的研究方向与目前该领域的研究热点相结合, 从纳米金辅助细胞及细胞内成像和动物活体成像两个方面就纳米金在生物成像、医学诊断等领域中的应用进展进行了阐述.     

DNA vs. RNA:到底谁说了算

中心法则是现代生物学的理论基础之一。绝大部分生命体将遗传信息储存在DNA中,遗传信息通过转录流向RNA,再通过翻译流向蛋白质。随着研究的深入,人们逐渐认识到RNA不只充当了遗传信息由DNA流向蛋白质的桥梁,RNA层面的转录后调控过程还对基因表达进行了更为精准高效的调节,RNA在中心法则中的核心地位越来越突出。在转录后调控过程中,RNA修饰起到了至关重要的作用。对RNA修饰及其修饰酶、脱修饰酶和结合蛋白的研究已成为一个引人瞩目的新方向——RNA表观遗传学/表观转录组学。N~6-甲基腺嘌呤(m6A)是目前研究最为深入的RNA修饰。本文着重介绍m6A修饰对干细胞的分化过程的调控,对病毒侵染宿主和自我复制过程的影响,以及m6A在果蝇性别决定中起到的关键作用。RNA修饰对于其他各种生命过程的影响也在不断地被揭示出来,预示着RNA修饰的研究必将深刻地影响医疗、制药,乃至农业的发展。