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摘要两种生殖细胞的结合在哺乳动物生物体中是新个体的起源，也是遗传多样性的发生和进化的动力。其中原始生殖细胞（Primordial germ cell，PGC）是发育过程中形成的第一个生殖细胞群，是卵原细胞和精原细胞的直接前体。近年来，研究人员通过使用多能干细胞作为起始种子细胞，在体外成功重建了生殖细胞发育过程的模拟体系。然而，小鼠原始生殖细胞的体外生成效率仍然很低，这限制了生殖谱系细胞发育的深入研究。基于组织工程的概念，本研究通过筛选细胞外基质并调控多能干细胞向原始生殖细胞定向诱导分化时所需细胞因子的作用时间，在体外实现了可提高多能干细胞来源小鼠原始生殖细胞的生成效率，并制备小鼠睾丸类器官，移植到无精子模型小鼠体内验证了其具有功能性。<br>　　本论文中研究的具体内容为使用不同细胞外基质诱导培养胚胎干细胞（Embryonal stem cell,ESC）至外胚层样细胞（Epiblast like cell,EpiLC）阶段并进行研究以筛选最适合该阶段的高效率诱导体系。从中选取了EpiLC生长状态较好的IV型胶原蛋白（Collagen Type IV），层粘连蛋白（Laminin）和纤连蛋白（Fibronectin）进行后续实验。在ESC到EpiLC阶段，不同细胞外基质会促使细胞向不同胚层方向分化，其中Fibronectin基质表面培养的EpiLC与外胚层细胞的特征最符合。<br>　　我们将不同状态的EpiLC诱导成原始生殖细胞样细胞（Primordial germ cell like cell，PGCLC），检测其双阳性细胞占比。结果发现，Fibronectin基质表面培养第三天的EpiLC细胞诱导成PGCLC，可以大大提高双阳性效率。不仅如此，使用此技术路线还可以节约一定的实验成本。随后我们为了验证诱导得到的PGCLC具有功能性，与睾丸支持细胞共培养形成类器官，并移植到无精子症模型小鼠睾丸后，自然交配下产生了健康的后代。以上结果表明本研究在现有的技术路线上成功建立了一套通过调控细胞外基质而提高ESC分化为PGCLC效率的诱导方案，其诱导效率显著高于目前报道的成果。这套诱导体系不仅在体外模拟了体内生殖细胞的发育路线，更重要的是，在相同培养条件下发现不同细胞外基质可以对细胞产生向不同胚层发育的信号传导。