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科研动态

水生所在黄鳝生殖干细胞分离和培养方面取得重要进展

  在成年动物中,生殖干细胞(Germ Stem cells, GSCs)是性腺内一群独特的成体干细胞。它们来源于胚胎发育时期的原始生殖细胞(Primordian Germ cell, PGC)。在性腺中,GSC一方面通过有丝分裂不断的自我更新产生新的干细胞,另一方面在维持自身数量的同时,通过减数分裂产生雌雄配子,进行精卵结合保证新生命的诞生,从而维持种群的数量。作为生命个体内唯一向后代传递遗传信息的载体和传播者,GSC在遗传育种中担负着生物界延续生命的重要使命。 

  黄鳝作为我国重要的特种经济养殖鱼类,因其肉质鲜嫩、肌间刺少和高营养价值,受到消费者的青睐。然而,黄鳝雌雄同体和天然性逆转的特性,导致雌雄发育不同步,成为了限制黄鳝人工繁育的一个重要因素。近年来,随着生殖干细胞诱导和移植操作技术(Germ cell transplantation, GCT)的发展,使鱼类“借腹生子不再成为神话。而此项技术的关键之一在于GSCs的获得。 

  总站|金沙集团1755app下载研究所孙玉华研究员团队从黄鳝的卵巢、间性性腺和精巢中分离培养出生殖干细胞,经研究发现,GSCs存在于不同发育时期的黄鳝性腺中。通过特殊的方法和培养基,科研人员成功富集培养出雌性生殖干细胞(fGSCs)、间性生殖干细胞(interGSCs)和雄性生殖干细胞(SSCs)。有趣的是interGSCs事实上是一群混合型的生殖干细胞,里面同时包含fGSCsSSCs。进一步对分离的GSCs进行定性分析,发现分离培养的GSCs都表达干细胞的特征,包括形成典型的干细胞克隆、碱性磷酸酶阳性和高表达生殖干细胞特异性基因和蛋白。 

  

黄鳝生殖干细胞高表达生殖干性相关基因和蛋白 

  科研人员将分离培养出的fGSCs移植到去除原始生殖细胞的斑马鱼性腺中,3个月后发现黄鳝来源的Vasa阳性生殖细胞,提示移植的fGSCs已在斑马鱼性腺成功定植并分化,进一步说明黄鳝-斑马鱼嵌合体性腺的形成。 

图2 黄鳝fGSCs在受体斑马鱼性腺定植并分化 

  相关成果于524日在线发表于International Journal of Molecular Sciences期刊。该工作通过分离培养的方式,在短期内可以获得黄鳝的GSCs,为以后黄鳝生殖干细胞的遗传操作技术提供了技术支持。 

  水生所孙玉华研究员为本论文通讯作者,副研究员孙晓云为第一作者,胡炜研究员、陶彬彬助理研究员、硕士研究生王永鑫参加了该研究工作。该研究得到蓝色粮仓国家重点研发计划“重要养殖鱼类优良种质创新与生殖操作技术研究”、国家自然科学基金和国家现代农业产业技术体系等项目的资助。 

  文章链接:https://mdpi-res.com/d_attachment/ijms/ijms-23-05861/article_deploy/ijms-23-05861.pdf?version=1653373985

 

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