脑智卓越中心成功获得健康存活的体细胞克隆恒河猴

发布时间:2024-01-17

   2024011600时,《Nature Communications》期刊在线发表题为Reprogramming mechanism dissection and trophoblast replacement application in monkey somatic cell nuclear transfer重编程机制解析及滋养层置换在猴体细胞核移植中的应用)的研究论文。该研究由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心(神经科学研究所)非人灵长类研究平台孙强研究团队、刘真研究组和中国科学院遗传与发育生物学研究所陆发隆研究组合作完成。该研究在国际上首次成功利用体细胞核移植技术得到健康存活的恒河猴,为理解灵长类体细胞核移植重编程过程和推动构建精准遗传修饰的恒河猴模型奠定了基础。  

  猕猴属的恒河猴和食蟹猴是生物医学研究中使用最为广泛的两种非人灵长类实验动物物种。脑科学与智能技术卓越创新中心非人灵长类研究平台团队在2018年首次报道利用体细胞核移植技术得到健康存活的食蟹猴。但当团队利用同样的方法进行恒河猴体细胞克隆时却遇到了困难。系统分析结果表明,多数的克隆猴胚胎都在孕早期终止了发育。为了得到健康存活的克隆恒河猴,孙强、陆发隆、刘真三个团队通力协作。通过使用恒河猴与食蟹猴杂交体细胞为体细胞核供体,对克隆胚胎的表观遗传重编程状况进行解析,发现父母本等位基因差异DNA甲基化异常,尤其是多个印记基因位点亲本特异差异DNA甲基化的丢失,可能是潜在的克隆猴胚胎发育障碍之一。而基因印记的丢失导致印记基因表达异常,可能是流产克隆猴胚胎的胎盘发育异常的潜在原因。 

  为解决克隆猴胚胎胎盘发育异常的问题,团队建立了囊胚期的滋养层细胞(trophoblast, 也称为trophectoderm, TE:胚胎中未来将发育成胎盘组织的细胞)置换技术。即将受精卵来源囊胚的内细胞团(Inner cell mass,ICM:胚胎中未来将发育为个体的细胞)去除得到一个没有ICM的空TE,然后在将来自核移植胚胎的ICM注入这个TE空腔后得到重构胚胎(TE置换胚胎)。 

  在该研究中团队以恒河猴的胎猴成纤维细胞为核供体进行体细胞移植后再进行TE置换,并将11TE置换胚胎移植到7个同步发情受体恒河猴后得到2只怀孕个体,3个胎儿(其中一只为双胎怀孕)。怀孕双胎的受体在孕中晚期时流产,怀孕单胎的受体成功诞下一只健康存活的克隆恒河猴。经基因组微卫星、线粒体DNA和X染色体分析等鉴定技术证明该恒河猴来自核移植的供体体细胞。上述结果表明团队利用TE置换技术解决克隆胚胎胎盘发育异常问题成功获得了健康存活的克隆恒河猴。 

  1克隆恒河猴近照 

  该研究严格遵守生物伦理规范,所有动物实验均经过脑智卓越中心伦理委员会审核。中国科学院脑智卓越中心孙强研究员、刘真研究员和中国科学院遗传与发育生物学研究所陆发隆研究员为该论文共同通讯作者。中国科学院脑智卓越中心博士研究生廖兆蒂和孙诗羽及中国科学院遗传与发育生物学研究所张吉祥为该论文共同第一作者。该研究得到了脑智卓越中心蒲慕明院士的大力支持。该研究还得到了脑智卓越中心非人灵长类研究平台兽医和光学成像平台的技术支撑。该研究获得了基金委、科技部、中国科学院和上海市的资助。  

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