文摘

９９００７３研究哺乳动物早期胚胎发育与分化的ＥＳ细胞途径［中］／汪河海…／／生物工程进展．－１９９９,１９（２）．－６１～６４ＥＳ细胞即胚胎干细胞,它是由哺乳动物附植前早期胚胎的内细胞团细胞体外分离培养而建立的。其特点是只生长,不分化,并保持发育的多能性。作为一种理想的模型系统与有用的工具,可用于研究哺乳动物早期胚胎的发育与基因的表达。本文从以下四个方面分述了ＥＳ细胞的具体应用及其研究进展：１）探讨早期胚胎生长发育的条件;２）研究胚胎组织分化的发生及其诱导;３）用ＥＳ细胞与正常胚胎细胞在体外重建…     

研究哺乳动物早期胚胎发育与分化的ES细胞途径

ＥＳ细胞即胚胎干细胞,它是由哺乳动物附植前早期胚胎的内细胞团细胞体外分离培养而建立的。其特点是只生长,不分化,并保持发育的多能性。作为一种理想的模型系统与有用的工具,可用于研究哺乳动物早期胚胎的发育与基因的表达。本文从以下四个方面分述了ＥＳ细胞的具体应用及其研究进展：１）探讨早期胚胎生长发育的条件;２）研究胚胎组织分化的发生及其诱导;３）用ＥＳ细胞与正常胚胎细胞在体外重建胚胎;４）ＥＳ细胞体外定位整合外源ＤＮＡ。     

小鼠着床前胚胎细胞发育命运

哺乳动物早期胚胎的发育机制一直是动物胚胎学和发育生物学领域中存在广泛争议的研究热点, 近年来, 争议的焦点主要集中在早期胚胎细胞的不同发育命运决定出现的阶段以及是否存在某种起关键作用的形态发生决定子等问题上.综述了近年来有关精子入卵位点、第二极体、胚胎形状、第二次卵裂的方向、细胞极性等因素对小鼠着床前胚胎细胞发育命运的影响.     

哺乳动物线粒体遗传和在体细胞克隆胚胎中的命运

线粒体是哺乳动物重要的细胞器之一,为细胞的生命活动提供能量.线粒体是除细胞核外唯一含有功能性基因组DNA的细胞器.由于线粒体在哺乳动物早期胚胎的发育中有多方面重要的作用,因此线粒体对体细胞克隆胚胎发育的影响成为体细胞克隆动物研究的热点.就线粒体的结构特点和遗传特性及其在同种、异种动物克隆早期胚胎发育过程中的命运以及可能的遗传机制进行综述.同时,也将比较注射异源线粒体后,线粒体在注射胚胎中的发育命运.     

早期胚胎细胞谱系研究——揭示生命发育早期的黑盒子

哺乳动物的早期胚胎发育,通过多个层次的细胞命运决定,建立了胚胎器官发生、形态建成的整体发育蓝图,是生命体最重要的分子事件之一。早期胚胎发育过程伴随了全能性的维持和分化,以及各种多能干细胞命运的次序决定,任何发育进程上的缺陷都会对整个胚胎个体产生深远的影响。因此,研究早期胚胎谱系建立的过程、不同胚层和组织前体细胞的命运决定及其发生与发展的调控机制,不仅仅是面对国家人口政策的变化以及优生优育的需求,预防和减少早期发育疾病,还能够指导胚胎干细胞及各种多能干细胞的分化和进一步转化医学应用,因而具有极其重要的生物学意义。     

细胞周期蛋白和哺乳动物生殖

细胞周期蛋白是真核细胞周期循环中主要的调节因子,它们参与细胞周期的精密调控,维持细胞正常生长及发育平衡。近年来发现,细胞周期蛋白与哺乳动物生殖有着密切的关系,本文简要论述了细胞周期蛋白与配子发生、早期胚胎发育、胚胎着床、蜕膜化等的关系,以及细胞周期蛋白在生殖系统中的表达与调控。     

体细胞重编程为多能干细胞的研究进展

胚胎干细胞不仅是研究哺乳动物早期胚胎发育、细胞分化、基因表达调控等发育生物学问题的有力工具,还可用于新药评价、细胞治疗等方面的研究.然而,为科学研究而捐献的人类卵子并不能够轻易获得,限制了人类胚胎干细胞相关研究的进展,解决这个问题的理想办法就是找到能够替代胚胎干细胞的其他成体多能细胞.综述了将哺乳动物体细胞诱导为多能干细胞的方法,重点介绍了利用特定的转录因子将体细胞诱导为诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPS细胞)的最新进展,详细阐述了转录因子在诱导细胞重编程过程中发挥的作用,以及iPS细胞筛选与鉴定的方法,并展望了iPS细胞的应用前景.     

胚胎干细胞向造血细胞分化研究

胚胎干（embryonic stem,ES）细胞是来源于囊胚的内细胞团（inner cell mass,ICM）,具有发育的全能性或多能性,能嵌合到早期胚胎,在体内可以参与各种组织发育甚至包括生殖细胞;在体外分化培养条件下,可以顺序分化出各种组织细胞,与体内完整胚胎发育过程相符合,而且可以通过调节ES细胞某些基因的表达而调节其分化。因此,ES细胞是研究哺乳动物早期胚胎发育、细胞分化及其关键基因鉴定的理想模型。另外,胚胎生殖脊（embryonic germ,EG）细胞系也具有同样的生物学特性,它是由早期胚胎的原始生殖脊（primordial germ,PG）细胞建株而来。最近研究显示：ES细胞在体外不但可以分化为所有造血细胞系,而且还可以分化为具有长期增殖能力的造血干细胞。作者就胚胎干细胞向造血细胞和造血干细胞分化及其诱导因子和调控基因的表达作一综述。     

NANOG在哺乳动物早期胚胎发育与干细胞中的功能研究进展

哺乳动物的早期胚胎发育和干细胞多能性由转录因子构成的基因网络所调控。2003年,在胚胎干细胞中发现的重要转录因子NANOG位于基因网络调控中心,对胚胎第二次命运决定和基态多能性的建立至关重要。该文将在NANOG生物学特征的基础上,重点讨论其在早期胚胎发育、胚胎干细胞与诱导性多能干细胞中的功能。     

胸腺肽-β4在小鼠卵母细胞和早期胚胎中的表达与分布规律

胸腺肽-β4(thymosin-β4,Tb4)是一种重要的 G-actin遮蔽因子(G-actin sequestering factor),在细胞微丝活动中有着调节G-actin活性的作用． 以往报道证实了Tb4在细胞中具有广泛的生理作用,但其在哺乳动物卵母细胞成熟和早期胚胎发育等方面的作用,迄今还没有系统的研究报道． 以昆明白小鼠卵巢、卵母细胞和早期胚胎作为实验材料,以免疫( 荧光) 组织化学和RT-PCR技术为主要研究方法,对Tb4的表达与分布进行了研究． 结果显示,Tb4在相关发育过程中,存在差异性的表达和定位变化．结果表明,在小鼠卵母细胞成熟和早期胚胎的发育过程,Tb4能够通过表达与分布的变化对细胞微丝活动和细胞增殖活动进行调控,对小鼠卵母细胞成熟、早期胚胎发育以及胚胎着床过程有重要的作用．     

胸腺肽-β4在小鼠卯母细胞和早期胚胎中的表达与分布规律

胸腺肽-β4(thymosin-β4,Tb4)是一种重要的G-actin遮蔽因子(G-actin sequestening factor),在细胞微丝活动中有着调节G-actin活性的作用.以往报道证实了Tb4在细胞中具有广泛的生理作用,但其在哺乳动物卵母细胞成熟和早期胚胎发育等方面的作用,迄今还没有系统的研究报道.以昆明白小鼠卵巢、卵母细胞和早期胚胎作为实验材料,以免疫(荧光)组织化学和RT-PCR技术为主要研究方法,对Tb4的表达与分布进行了研究.结果显示,Tb4在相关发育过程中,存在差异性的表达和定位变化.结果表明,在小鼠卵母细胞成熟和早期胚胎的发育过程,Tb4能够通过表达与分布的变化对细胞微丝活动和细胞增殖活动进行调控,对小鼠卵母细胞成熟、早期胚胎发育以及胚胎着床过程有重要的作用.     

高精度时空转录组揭示小鼠早期胚胎三胚层细胞谱系发生过程

从受精卵发育成具有不同细胞类型个体的过程中,细胞命运受到多个层次的调控。在哺乳动物的早期胚胎发育过程中,原肠运动是外、中、内三个胚层的建立过程,为后续的器官发生和形态建成提供了发育蓝图。然而目前对于三胚层命运建立的分子机制认识并不清晰。该文通过对小鼠早期胚胎的时空转录组分析,从分子层面揭示了外、中、内三胚层谱系发生的整个过程。     

哺乳动物早期发育相关microRNAs的研究进展

本文简要总结了近年来哺乳动物早期发育相关microRNA(miRNA)的研究进展。miRNA是真核生物中一类长度约为18～25 nt的内源性非编码单链小RNA分子,其调控基因表达是近年来在动植物体内发现的一种新的生物学调节机制。通过荧光定量PCR检测、miRNA的过表达、抑制或基因敲除实验以及生物信息学分析等发现,miRNA在哺乳动物植入前胚胎前的发育过程中有重要作用,参与胚胎细胞的增殖、分化、基因印记以及重编程甲基化等,与动物生殖或发育异常相关,是表观遗传学的研究热点之一。     

哺乳动物雌性生殖细胞及早期胚胎基因敲除或敲减的方法

哺乳动物雌性生殖细胞为胚胎的形成和发育提供了大量母源性遗传物质。受精一旦实现,所形成的早期胚胎通过细胞分裂与分化逐渐形成具有复杂结构的全新个体。针对雌性生殖细胞(主要是卵母细胞)的相关研究既能解析其独有的生理学特性,又能为其他类型细胞的相关研究提供借鉴作用。然而,哺乳动物卵母细胞数量稀少,且不能在体外进行扩增培养,导致针对卵母细胞的相关研究难度极大。哺乳动物早期胚胎的研究也同样面临材料短缺的问题。在以卵母细胞和早期胚胎为材料的研究中,针对特定基因功能的失活或干扰是最常用的方法之一。本文将结合他人和本研究组在哺乳动物雌性生殖细胞及早期胚胎中进行的基因功能敲除或敲减实验,对条件性基因敲除、RNA干扰、Morpholino、Trim-Away和抗体介导的蛋白功能干扰这几类技术的主要方法原理、案例、优缺点和使用注意事项进行总结分析,并提出未来相关技术可能的改进方向,以期为从事卵母细胞及早期胚胎发育研究的科技工作者提供参考。     

体细胞核移植胚胎核重编程的研究进展

尽管在多种哺乳动物种系中成功制备了体细胞克隆后代,但当前的克隆技术仍有许多亟待解决的问题。体细胞核移植胚胎大多存在许多发育异常,造成了妊娠早期高流产率和出生后高死亡率。有研究认为,克隆胚胎发育障碍的一个重要的原因是供体细胞的遗传重编程不完全。哺乳动物种系中,DNA甲基化是胚胎发育期转录调节的必需步骤,除了单拷贝基因序列外,在基因组很多的区域都可以观测到克隆胚胎的异常甲基化。此外,克隆胚胎的基因印迹也存在异常。     

哺乳动物早期胚胎的基因表达及其调控

哺乳动物的早期发育包括合子的形成、胚胎基因组的活化和细胞开始分化等。在这段时期,精蛋白被组蛋白取代;二倍体形成后甲基化的单倍体亲本基因组经历了脱甲基作用;母本控制的发育被合子控制所取代。此外,在染色体调节的转录抑制状态形成之后,胚胎基因组活化,但基因的有效表达需要有增强子。这种转录抑制状态的产生很可能发生在染色质结构水平,因为诱导组蛋白过乙酰化可免除对增强子的需求。早期胚胎的mRNA表达模式与在体内或体外成功发育的关系,对确定最佳培养条件和核移植程序是必不可少的。     

胚胎干细胞体外分化的研究进展

从一个受精卵发育为完整机体的过程中,具有相同基因的未分化干细胞如何产生形态和 功能各异的许多细胞?这是数十年来生物学家所一直关注的细胞分化问题。随着生命科学研究的发展,现在普遍认为细胞分化是基因差异性表达的结果,完全取决于哪些基因被激活,在什么时间和空间被激活。哺乳动物胚胎体积小,又在子宫内发育,实验研究较困难。在八十年代初,从小鼠早期胚胎的内细胞团(inner cellmass)或桑椹胚分离建立了具发育全能性的胚胎干细胞(embryonic stem cell,简称ES细     

干扰素α应答基因的克隆及在兔早期胚胎发育中功能分析

干扰素(interferon,IFN)在哺乳动物早期胚胎发育过程中具有重要的生理功能,但是其作用机制尚不清楚.通过筛选卵巢cDNA文库和5′-RACE方法,克隆了兔卵巢干扰素α应答基因(interferonresponsivegene,IFRG)的全长cDNA(登录号:AJ584672).利用RT-PCR证明IFRG在兔卵母细胞和植入前胚胎中均有表达,这将为深入研究IFN在早期胚胎中的作用机制提供理论参考,卵巢原位杂交表明IFRG在成熟卵泡(类型5)的颗粒细胞中有表达,在初级和次级卵泡的膜鞘细胞和粒层细胞中有很高的表达,鉴于这些细胞与卵泡的发育密切相关,推测IFRG在卵泡的发育、成熟和排卵中发挥重要作用.     

哺乳动物体细胞核移植中供体细胞的研究进展

在哺乳动物体细胞核移植中,供体细胞是影响其效率的主要因素之一。供体细胞的类型、细胞周期、细胞的培养代数、冷藏与冷冻处理,以及供体动物的性别、年龄等都可能影响核移植胚胎的发育。根据现有资料,简要综述了在哺乳动物体细胞核移植中有关供体细胞的研究进展。     

哺乳动物早期胚胎发育的体外研究

哺乳动物胚胎发育起始于受精卵,受精卵依次形成桑椹胚和囊胚.同时,早期胚胎从输卵管迁入子宫,植入母体子宫后通过原肠运动形成原肠胚并进一步发育为新生个体.哺乳动物体内生命孕育方式造成研究取材和观察等方面的困难,阻碍了人类对哺乳动物胚胎发育过程的认识.因此,必需开发哺乳动物体外胚胎技术,以克服体内发育方式所带来的研究困难.2...