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多能性状态验证在犬iPSCs研究中的关键作用2025-08-06 08:36:29

参考犬胚胎干细胞培养基成分,犬诱导多能干细胞多以N2B27或KO-DMEM为基础培养基,补充碱性成纤维细胞生长因子或白血病抑制因子等生长因子,在小鼠胚胎成纤维细胞上长期维持多能性并保持不分化。碱性成纤维细胞生长因子通过抑制向外胚层和中胚层的自发分化而发挥作用,白血病抑制因子激活参与多能性维持的Janus激酶-信号转导和转录激活因子3通路。

犬诱导多能干细胞对碱性成纤维细胞生长因子或白血病抑制因子的依赖性不仅体现在多能性的维持能力上,还体现在犬诱导多能干细胞的最终多能性状态上。研究发现,与人和鼠诱导多能干细胞的多能性状态相比,犬诱导多能干细胞的多能性状态介于幼稚型和启动型之间的过渡阶段。在不同条件下,犬诱导多能干细胞的多能性基因呈现不同的表达水平,表明若要获得具有最高水平的分化潜能与自我更新能力的幼稚型状态,探究培养基中细胞因子的最佳添加比例是必要的。
 
一旦克隆生成,则要在形态、分子、功能3个水平对其多能性进行验证。在形态上,犬诱导多能干细胞具有高核质比、清晰的边缘的特点,鹅卵石样或圆顶样的外观可能与多能性的状态有关。在分子水平上,由于碱性磷酸酶是一种在胚胎干细胞中高度表达的膜结合糖蛋白,碱性磷酸酶活性染色可作为验证多能性的方法之一;此外,也可通过免疫细胞化学和实时荧光定量PCR对内源性多能性标志物进行定性和定量的表达水平测定。仅凭多能性标记基因的表达,并不意味着多能性,还需对分化能力进行分析,即分化成内胚层、中胚层、外胚层这3个胚层细胞的能力才可证明多能性。一方面,在体外特定环境下可自发分化为3个胚层的细胞团,即拟胚体;另一方面,在体内通过给免疫缺陷小鼠注射类诱导多能干细胞可形成畸胎瘤,其包含来自于3个胚层的细胞,这在人诱导多能干细胞多能性证明中被视为金标准。
 
出自《犬诱导多能干细胞的研究进展与应用前景》 作者:高佳璇,高晨,李雨珏。