2024年9月20日，中國科學(xué)院廣州生物醫藥與健康研究院劉晶研究組與成都大熊貓繁育研究基地合作，在Science advances期刊在線(xiàn)發(fā)表了題為“Generation and Characterization of Giant Panda Induced Pluripotent Stem Cells”的最新研究成果。該研究利用重編程技術(shù)成功建立了大熊貓成纖維細胞來(lái)源的誘導多能干細胞系（iPSCs），并從多維度揭示了大熊貓iPSC獨特的細胞特征，進(jìn)一步討論了大熊貓iPSCs在物種保護和疾病治療中潛在應用價(jià)值。

大熊貓作為中國特有珍稀的國寶級動(dòng)物，一直以來(lái)都受到全球的高度關(guān)注。因為數量稀少，繁殖困難等原因，其種群保護和擴大一直是國家關(guān)注的重點(diǎn)。為了更好地保護大熊貓，科學(xué)家們在努力探索新的方法和技術(shù)。

在此項研究中，研究團隊經(jīng)過(guò)多年的努力和積累，成功將大熊貓皮膚成纖維細胞重編程為誘導多能干細胞。這些大熊貓iPSCs不僅能在體外培養條件下穩定增殖傳代，還能在體內和體外分化條件下，產(chǎn)生三個(gè)胚層各種不同類(lèi)型的細胞，展現出很好發(fā)育潛能。研究團隊進(jìn)一步對大熊貓iPSCs的轉錄組、表觀(guān)遺傳組進(jìn)行了測序和解析，結果顯示大熊貓iPSCs具有經(jīng)典始發(fā)態(tài)干細胞的基本特征，同時(shí)具有與其他物種不同的特異基因表達模式。研究團隊對大熊貓iPSCs體外維持條件進(jìn)行了研究，開(kāi)發(fā)了大熊貓iPSCs維持特異性培養條件，并部分揭示了大熊貓始發(fā)態(tài)干細胞多能性維持的信號調控網(wǎng)絡(luò )。

此次大熊貓多能干細胞研究的突破性進(jìn)展，不僅豐富了人類(lèi)對大熊貓干細胞生物學(xué)特性的認識，也為未來(lái)大熊貓疾病治療、大熊貓的繁育及擴群提供了新的技術(shù)途徑。首先，通過(guò)將誘導多能干細胞分化為特定的功能性細胞類(lèi)型，可以用于治療大熊貓的一些遺傳疾病和損傷。其次，可以利用大熊貓iPSC細胞進(jìn)一步在體外獲取全能干細胞、原始態(tài)多能干細胞、原始生殖細胞和生殖細胞甚至類(lèi)囊胚等，為大熊貓的繁育提供重要的“種子細胞”來(lái)源。此外，大熊貓誘導多能干細胞技術(shù)還有助于大熊貓遺傳資源的存儲和保藏，為未來(lái)大熊貓保護和擴群工作提供技術(shù)支撐。

論文通訊作者是中國科學(xué)院廣州生物醫藥與健康研究院研究員劉晶、助理研究員王魯勤和成都大熊貓繁育研究基地研究員侯蓉。成都大熊貓繁育研究基地劉玉良研究員、中國科學(xué)院廣州生物醫藥與健康研究院博士研究生張世豪為該文的共同第一作者。本研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、國家林業(yè)和草原局等項目的資助。

論文鏈接

大熊貓誘導多能干細胞研究模式圖