《自然一生物技术》：人类胚胎干细胞可以转化为特定神经细胞

重启记忆按钮的是复旦大学长江学者奖励计划特聘教授、美国威斯康辛大学麦迪逊分校神经生物学系终身教授张素春领衔的科研团队。他们在最新一期的国际知名学术刊物《自然一生物技术》上,发表了研究成果。这意味着,距离阿尔兹海默症（老年性痴呆）等患者找回记忆与学习能力,又近了一步。     

落叶松繁殖与育种研究中的干细胞发育模型

落叶松是我国北方中高山地区重要的针叶速生造林用材树种,基于落叶松体细胞胚胎发生模型的优质落叶松速生及转基因育种等品种改良技术,是世界林业研究关注的焦点.本文重点介绍了以落叶松体细胞胚胎发生体系为基础的快速繁殖、转基因育种技术及基础研究方法与技术,并对其中存在的问题进行了讨论与阐释.     

补充非寄主食物对芙新姬小蜂和潜蝇姬小蜂控害行为权衡的影响

芙新姬小蜂和潜蝇姬小蜂均为强卵育型(synovigenic)寄生蜂,成虫具有产卵寄生致死、寄主取食致死和寄主叮蛰直接致死3种寄主致死行为。为了明确成虫补充非寄主食物营养对2种姬小蜂控害潜力/控害行为的影响,本文比较研究了分别提供寄主食物和寄主食物+非寄主食物(10%葡萄糖)条件下的2种姬小蜂在初羽化前期(前6 d)内对美洲斑潜蝇幼虫的致死行为的影响。结果显示:在仅提供寄主食物时,芙新姬小蜂的寄生、取食和总体致死量均显著的高于潜蝇姬小蜂,但是直接致死能力却弱于后者;补充非寄主食物和仅提供寄主食物处理相比,两种寄生蜂的寄生量,取食量和总致死量均呈下降趋势。该研究显示:在初羽化前期,取食寄主食物的雌蜂比取食寄主食物+葡萄糖的雌蜂具有更强的致死能力。     

壬基酚对金鱼（Carassiusauratus ）胚胎发育毒性的初步研究

目的:观察环境激素壬基酚(Nonylphenol,NP)对金鱼胚胎发育的毒性效应。方法:在繁殖季节选取雌雄健康成年金鱼,采用人工受精的方法获取金鱼受精卵于23℃培养箱孵育。将正常发育的囊胚早期金鱼胚胎(50枚胚胎/培养皿)分别暴露在1μmol·L~(-1)、4μmol·L~(-1)、8μmol·L~(-1)、12μmol·L~(-1)和16μmol·L~(-1)的NP实验液中,设空白对照。通过显微成像技术观察NP暴露对金鱼胚胎发育形态、不同发育阶段胚胎死亡率、受精后72小时(72 hpf)孵化率及畸形率的影响。从原肠期开始每隔12 h观察一次。结果:低浓度NP主要影响金鱼胚胎晚期发育,使其尾部脊索弯曲上翘;高浓度NP可导致金鱼胚胎卵凝结、发育延迟、组织坏死、尾部卷曲、体轴缩短并出现血栓。各发育阶段胚胎死亡率和72 hpf畸形率随NP浓度升高而增加,72 hpf孵化率则随NP浓度升高而降低;NP对金鱼胚胎24 h、48 h、72 h的半数致死浓度(LC50)分别为:16.28μmol·L~(-1)、8.27μmol·L~(-1)和6.52μmol·L~(-1)。结论:NP对金鱼胚胎具有明显发育毒性,金鱼胚胎对低浓度NP也具有较高敏感性,在评价环境激素胚胎发育毒性方面具有潜在应用价值。     

家燕和金腰燕的卵胚胎心率比较

胚胎心率是衡量胚胎新陈代谢速率的重要指标。鸟类的胚胎心率随新陈代谢的增加而呈上升趋势。对早成性鸟类的种间比较发现,胚胎心率平均值随卵重量的增大而减小,卵体积小的种类具有相对较高的胚胎心率。国内有关野生鸟类胚胎心率的研究较少。2014年5~8月,在黑龙江扎龙国家级自然保护区,利用红外胚胎心率测量仪对两种近缘鸟类家燕(Hirundo rustica,n=14)和金腰燕(Cecropis daurica,n=14)的卵胚胎心率及其变化进行了测量与比较。两种燕均在孵卵的第2天开始出现胚胎心率,并随胚龄增加心率呈上升趋势,但在第8天及第11~14天家燕的胚胎心率显著低于金腰燕(第8天:z=﹣2.602,P=0.009;第11天:z=﹣2.497,P=0.013;第12天:z=﹣2.354,P=0.019;第13天:z=3.424,P=0.001;第14天:z=﹣3.380,P=0.001)。家燕卵胚胎日均增长心率(19.0±3.1)次/min,金腰燕卵胚胎日均增长心率(16.1±3.4)次/min,二者差异不显著(z=﹣1.792,P=0.073)。两种燕的胚胎心率与卵容量和卵重均不存在显著相关性[家燕:卵容量(1.73±0.09)cm3,r=0.192,P=0.511;卵重(1.74±0.09)g,r=0.128,P=0.663。金腰燕:卵容量(1.74±0.08)cm3,r=0.040,P=0.891;卵重(1.51±0.09)g,r=0.054,P=0.855]。这可能表明,卵大小和卵重量对家燕与金腰燕的胚胎心率均影响不明显。     

胚胎肝细胞用于肝组织工程的体外培养研究

目的:观察三维受控组装系统下,胚胎肝细胞在三维立体结构的体外生长状态,探讨胚胎肝细胞在肝组织工程中应用的可行性。方法:用清华大学机械工程系研制的"三维受控组装系统",将第15 d小鼠胚胎肝细胞作为肝组织工程的种子细胞,与以明胶为主的复合材料混合,构建成复杂三维立体结构,观察其体外生长发育状态。对体外培养1周及4周的三维类肝组织标本进行苏木精-伊红(HE)染色,免疫组织化学方法检测甲胎蛋白(AFP)及白蛋白(ALB)的表达,并对体外培养4周的三维类肝组织用PAS显色法检测肝糖原表达。结果:HE染色结果显示体外培养的胚胎肝细胞在三维支架材料中,可形成含有类血管和肝组织样结构;体外培养1周的类肝组织AFP表达呈阳性,体外培养4周的三维类肝组织ALB表达呈阳性,PAS显色亦呈阳性。结论:在三维受控组装系统的构建下,呈立体状生长的胚胎肝细胞,可逐渐形成肝组织样结构,并显示一定的肝脏功能。     

小鼠去细胞拟胚体对小鼠Lewis肺癌细胞体内生长的影响

目的:阐明小鼠去细胞拟胚体对小鼠Lewis肺癌细胞在体内生长的影响。方法:先制备来源于小鼠胚胎干细胞的拟胚体,然后用SDS去细胞处理。实验分成3组:小鼠Lewis肺癌细胞与去细胞拟胚体培养组,癌细胞与Matrigel培养组和单纯癌细胞组(每组n=12)。培养3天后注射入裸鼠体内,观察肿瘤生长情况。28天取出瘤体,Ki67和CD31免疫组化染色(n=12)检测细胞增殖和肿瘤微血管密度(MVD),Western blot检测组织Paxillin,E-cadherin和β-actin水平(n=6)。结果:去细胞拟胚体组肿瘤生长明显较单纯细胞组和Matrigel组慢。去细胞拟胚体组Ki67指数((17.1±2.6)%)明显小于单纯细胞组((34.5±4.7)%)和Matrigel组((48.4±8.6)%)(P0.05);去细胞拟胚体组的MVD(18.7±3.6个/mm2)明显小于单纯细胞组(32.1±6.4个/mm2)和Matrigel组(42.6±7.1个/mm2)(P0.05)。Western blot结果提示去细胞拟胚体组的Paxillin表达小于单纯细胞组和Matrigel组(P0.05),而E-cadherin表达大于单纯细胞组和Matrigel组(P0.05)。结论:小鼠去细胞拟胚体对小鼠Lewis肺癌细胞在体内有明显的促分化作用。     

霍氏啮小蜂的卵巢发育和卵子发生

霍氏啮小蜂是一些鳞翅目和双翅目昆虫蛹的寄生蜂。本文描述该寄生蜂从亚洲玉米螟羽化后0,6 12,18,24,30,36,42,48,54,60,66和72 h的卵巢发育和卵子发生过程。霍氏啮小蜂雌性生殖系统为典型的膜翅目姬小蜂类型,包括2个卵巢,每个卵巢通常有8-9根卵巢管,另有1对输卵管附腺,1个受精囊和1个受精囊腺等。卵黄和卵子形成于羽化后12 h,刚羽化的雌蜂不含成熟卵(成熟卵指数OI=0),成熟卵出现在羽化后24 h,成熟卵数量随后不断增加至数量较为稳定。卵巢管内卵数与雌蜂的体长和头宽呈正相关,相关系数分别为0.859和0.907。研究结果表明霍氏啮小蜂属卵育型(synovigeny)寄生蜂,本文还讨论了卵育型霍氏啮小蜂的卵成熟策略。     

RNA干扰Dnmt1和Dnmt3b对小鼠胚胎成纤维细胞凋亡和基因组DNA甲基化水平的影响

DNA甲基转移酶1(DNMT1)负责DNA甲基化维持,DNA甲基转移酶3b(DNMT3b)主要负责DNA从头甲基化,在体细胞中同时干扰Dnmt1、Dnmt3b表达会给细胞带来何种影响还未见报道。实验以小鼠胚胎成纤维细胞为实验对象,用RNA干扰方法对Dnmt1和Dnmt3b进行敲低,研究分别干扰和同时干扰这两个基因对小鼠胚胎成纤维细胞凋亡、基因组甲基化水平的影响。研究发现,si RNA转染后24 h,Dnmt3b干扰组和Dnmt1+Dnmt3b同时干扰组细胞的增殖细胞核抗原(PCNA)mRNA水平显著降低(P0.05);转染后48h,Dnmt3b单独干扰组、Dnmt1+Dnmt3b同时干扰组中细胞凋亡显著增加(P0.05);Dnmt3b单独干扰组细胞基因组甲基化水平下降32%(P0.01),Dnmt1+Dnmt3b同时干扰组细胞的基因组甲基化水平下降约44%(P0.01)。结果表明,DNMT3b在小鼠胚胎成纤维细胞正常增殖、基因组甲基化水平的维持上具有重要作用。     

布氏鲳鲹GHRH基因克隆、组织和胚胎表达模式

促生长激素释放激素(growth hormone releasing hormone, GHRH)主要生物学功能是刺激垂体细胞分泌生长激素,已被证实是动物体生长轴的重要调控因子之一,布氏鲳鲹是一种生长快速的海洋鱼类,为了揭示其代谢旺盛的调节机制,本研究从GHRH入手,利用RACE技术和qPCR方法对布氏鲳鲹GHRH基因进行了克隆、组织和胚胎表达模式研究。实验结果显示,布氏鲳鲹GHRH基因cDNA序列全长1019bp,5’UTR、3’UTR长度分别为327 bp和164 bp,开放阅读框528 bp,共编码175个氨基酸;同源性分析结果表明,布氏鲳鲹GHRH基因与其它鲈形目鱼类的同源性在91%以上。布氏鲳鲹GHRH基因的表达区域大多都集中在中枢系统,其中下丘脑表达量最高;GHRH在受精卵期到后续发育过程中均检测到表达,其表达水平在仔鱼期达到最高。序列分析、组织及胚胎表达的结果表明,布氏鲳鲹GHRH的调节模式仍然可能通过下丘脑调节垂体释放GH,GHRH在个体发育的较早阶段即开始发挥作用。本研究掌握了布氏鲳鲹GHRH基因的基本规律,为进一步研究生长轴的调控提供了理论参考。