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灵长类早期胚胎发育多能性变化模式获揭示 我科学家在斑马鱼中构建出肠道炎症模型

  来源:大河网   
    2019-11-9

      中科院昆明动物所郑萍团队与中科院上海生命科学研究院计算生物学所韩敬东团队合作研究发现猕猴早期胚胎细胞命运确定模式与调控与人类胚胎极其相似首次揭示了灵长类着床前胚胎中存在发育多能性由原始态向始发态的转变过程。相关成果近日发表于〖基因组研究〗。发育多能性是指一种细胞分化为其他细胞类型的潜能。在早期胚胎发育过程中胚胎细胞的多能性随着发育的推进而逐渐下降。多能性状态随发育程度不同可分为原始多能态与始发多能态。原始多能态较始发多能态具更强的嵌合体形成能力与发育潜能。啮齿类动物着床前的上胚层细胞处于原始多能态在着床后转换为始发多能态因此很容易从着床前胚胎中建立具原始多能态的胚胎干细胞系。但在灵长类中早期胚胎多能性状态的变化模式尚不清楚。

      研究人员收集了猕猴囊胚发育的4个时期(早期囊胚、中期囊胚、晚期囊胚、孵化囊胚)与上胚层细胞多能性的动态变化信息发现灵长类着床前胚胎细胞的发育多能性存在不同的状态。在早中期囊胚时期上胚层细胞处于原始多能态此后原始多能性特征丢失逐步获得始发多能态特征。因此不同于啮齿类灵长类的原始多能态存在的时间窗口极其短暂。该研究解释了灵长类原始多能态胚胎干细胞难以获得的原因也为如何从囊胚中建立具原始多能态灵长类多能干细胞提供了时间窗口 。(晋楠)

      相关论文信息:DOI: 10.1101/gr.233437.117

      〖中国科学报〗 (2018-09-06 第1版 要闻)

      中国科技网·科技日报广州7月8日电(记者 叶青 通讯员 黄博纯)斑马鱼也能研究人类疾病。北京时间7月6日17时国际学术期刊〖自然-通讯〗在线发表中国科学院广州生物医药与健康研究院裴端卿与舒晓东研究团队有关斑马鱼研究的最新成果他们利用斑马鱼突变体模拟了炎症性肠病的部分表型并且结合体外细胞3D培养结果解释其发病机制。

      炎症性肠病是一类消化系统产生的自身免疫性疾病的总称患者主要集中在北美、北欧以及澳大利亚等国家临床表现为腹泻、腹痛、贫血等。国内的发病呈低龄化、逐年升高趋势。目前对其发病机理研究尚处于探索阶段。

      斑马鱼是一种热带鱼其早期胚胎体外发育、产卵量高与人类基因有着87%的高度同源性被广泛用于发育研究以及药物筛选。斑马鱼肠道早期发育与高等动物类似因此也是炎症性肠病研究的理想模型之一。

      研究团队利用基因编辑技术获得了两种pik3c3突变品系并确定了突变体中肠道炎症的基本表型。研究表明肠道炎症反应的激活不是由微生物以及外界环境所引起而是肠道上皮细胞自主性损伤从而招募大量的中性粒细胞所导致的这是与已知的斑马鱼肠道炎症模型的最大区别。

      为了确定肠道突变体致死是否是免疫系统缺陷所引起他们通过在培养皿中研究“干净的肠道”从而进一步证明上皮结构的破坏是自主性发生的。此外还利用斑马鱼发现了多个囊泡运输蛋白在早期发育过程中的作用。pik3c3也通过其催化产物磷酸肌醇3-磷酸(PI3P)调控体内的囊泡运输等过程。

      目前仅有部分药物能够缓解炎症性肠病症状此研究成果既完善了磷酸肌醇(PI)代谢产物在肠道炎症方面的作用也为此病的药物筛选提供了新的平台。

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