Prelom vo výskume primátov: Zrodenie chimérickej opice

Čínski vedci oznámili prvé živé narodenie opice chiméry, čo je veľký prelom vo výskume primátov. Tento úspech otvára nové horizonty pre pochopenie pluripotencie kmeňových buniek a má dôležité dôsledky pre genetické inžinierstvo a biomedicínske štúdie.

Tím vedcov v Číne po prvý raz informoval o živom narodení opice obsahujúcej vysoké percento buniek odvodených z opičích kmeňových buniek. Táto „chimérická“ opica pozostáva z buniek, ktoré pochádzajú z dvoch geneticky odlišných identických embryí Klasifikovať Z opice. To bolo predtým preukázané u potkanov a myší, ale doteraz to nebolo možné u iných druhov, vrátane primátov (okrem človeka). Podrobnosti o výskume boli zverejnené 9. novembra v časopise bunka.

Dôsledky pre multipotenciu a biomedicínsky výskum

„Toto je dlho hľadaný cieľ v tejto oblasti,“ hovorí hlavný autor Chen Liu z Čínskej akadémie vied (CAS). „Tento výskum má nielen dôsledky na pochopenie naivnej pluripotencie u iných primátov vrátane ľudí, ale má aj praktické dôsledky týkajúce sa genetického inžinierstva a ochrany druhov. Konkrétne nám táto práca môže pomôcť vytvoriť presnejšie opičie modely na štúdium neurologických chorôb, ako aj iné biomedicínske štúdie.

Metodika štúdia

Opice použité v štúdii boli opice cynomolgus, známe aj ako makaky, ktoré sa živia krabmi alebo makaky dlhochvosté, ktoré sú bežnými primátmi v biomedicínskom výskume. Vedci najprv vytvorili deväť línií kmeňových buniek pomocou buniek odobratých zo 7 dní starých embryí blastocyst. Potom umiestnili bunkové línie do kultúry, aby im poskytli zvýšenú schopnosť diferencovať sa na rôzne typy buniek.

Na bunkách vykonali množstvo rôznych testov, aby sa uistili, že sú multipotentné, čo znamená, že majú schopnosť diferencovať sa na všetky typy buniek potrebné na vytvorenie živého zvieraťa. Kmeňové bunky boli tiež označené zeleným fluorescenčným proteínom, aby výskumníci mohli identifikovať, ktoré tkanivá vyrástli z ktorých kmeňových buniek, v ktorých sa vyvinuli a prežili zvieratá.

Úspešná generácia chimérických opíc

Nakoniec vedci vybrali špecifickú podskupinu kmeňových buniek na injekciu do skorých embryí moruly opíc (embryá staré 4 až 5 dní). Embryá boli implantované do samíc makakov, výsledkom čoho bolo 12 tehotenstiev a šesť živých pôrodov.

Jedna analýza potvrdila, že jedna opica narodená živá a ďalší potratený plod boli z veľkej časti biochemické a obsahovali bunky vypestované z kmeňových buniek v ich tele. Obaja boli mužského pohlavia. Výskumníci použili zelený fluorescenčný proteínový marker na identifikáciu tkanív obsahujúcich bunky získané z injikovaných kmeňových buniek.

Použili tiež genetické sekvenovanie a ďalšie testy na potvrdenie prítomnosti tkanív odvodených z kmeňových buniek v rôznych orgánoch. Typy tkaniva, ktoré testovali a obsahovali bunky odvodené z kmeňových buniek, zahŕňali mozog, srdce, obličky, pečeň a gastrointestinálny trakt. U živých opíc sa podiel kmeňových buniek na rôznych typoch tkanív pohyboval od 21 % do 92 %, v priemere 67 % v rámci 26 rôznych testovaných typov tkanív. Počty boli nižšie u plodu opice.

U oboch zvierat tiež potvrdili prítomnosť buniek odvodených z kmeňových buniek v semenníkoch a v bunkách, z ktorých sa nakoniec vyvinú spermie.

Budúce trendy a vylepšenia

„V tejto štúdii poskytujeme silný dôkaz, že naivné opičie pluripotentné kmeňové bunky majú schopnosť diferencovať In vivo „Vo všetkých rôznych tkanivách, ktoré tvoria telo opice,“ hovorí spoluautor Miguel Esteban z BGI Research a CAS. „Táto štúdia prehlbuje naše chápanie vývojového potenciálu pluripotentných kmeňových buniek u druhov primátov.“

„Táto práca nám pomáha lepšie pochopiť naivnú pluripotenciu v bunkách primátov,“ dodáva spoluautor Qiang Sun z CAS. „V budúcnosti sa pokúsime zvýšiť účinnosť tejto metódy produkcie chimérických opíc zlepšením podmienok pre kultúru kmeňových buniek, blastocystovú kultúru, kde sa zavádzajú kmeňové bunky, alebo oboje.“

Vedci tiež plánujú ďalej skúmať mechanizmy prežitia embryí u zvieracích hostiteľov, čo podľa nich pomôže zlepšiť efektivitu vytvárania chimér.

Odkaz: „Narodenie chimérickej opice v priamom prenose s vysokým podielom embryonálnych kmeňových buniek“ od Jing Cao, Wenjuan Li, Jie Li, Md. Abdul-Mazid, Chunyang Li, Yu Jiang, Wenqi Jia, Liang Wu, Zhaodi Liao, Xu Sun, Weixiang Song, Jieqiang Fu, Yan Wang, Yong Lu, Yuting Xu, Yanhong Ni, Xinyan Bian, Changshan Gao, Xiaotong Zhang, Liansheng Zhang, Xinxin Zhang, Yunban Li, Lixin Fu, Hao Liu, Junjian Lai, Yang Wang, Yu Yuan , Shen Jin, Yan Li, Quanyu Liu, Yue Lai, Xueyang Shi, Patrick H. Maxwell, Xun Xu, Longqi Liu, Muming Bo, Xiaolong Wang, Qiang Sun, Miguel A. Esteban a Chen Liu, 9. novembra 2023, bunka.
doi: 10.1016/j.cell.2023.10.005

Táto práca bola financovaná Národným kľúčovým výskumným a vývojovým programom Číny, Čínskou národnou nadáciou pre prírodné vedy, kľúčovým projektom vedy a techniky šanghajského magistrátu, strategickým prioritným výskumným programom Čínskej akadémie vied a Frontier Science. Základný výskumný program. Z Čínskej akadémie vied, Národného kľúčového programu pre inováciu vedy a techniky do roku 2030 a projektu základného výskumu Shenzhen pre vynikajúcich mladých výskumníkov.