中科院新晋院士Cell发表干细胞重大成果

　　

生物通报道  来自中科院动物研究所的研究人员报告称，他们成功地构建出并应用了小鼠-大鼠异源二倍体（Allodiploid）胚胎干细胞。这一重大的研究成果发布在1月14日的《细胞》（Cell）杂志上。

中科院动物研究所的周琪（Qi Zhou）研究员及李伟（Wei Li）研究员是这篇论文的共同通讯作者。周琪研究员主要从事细胞重编程机制和命运调控、干细胞多能性获得与维持等研究工作，并致力于推动再生医学和干细胞的转化应用。已在Nature，Science，Nature Biotechnology, Cell Stem Cell等数家刊物发表论文一百余篇。2015年当选中国科学院院士。李伟研究员则主要从事干细胞和基因工程方面的研究，在多能性干细胞的建立、鉴定和应用，以及基因修饰动物模型构建方面取得多项进展。

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种间杂交生物拥有不同物种的遗传信息，有潜力形成优于亲本的性状，这种现象称作为杂种优势，因此一直以来被广泛应用于农业领域，特别是针对农作物。种间杂交也是研究与物种形成和基因表达调控相关的一些基本生物学问题很好的模型。

由于生殖隔离，一直以来哺乳动物的自然种间杂交发生于亲缘关系密切的物种之间，如马与驴杂交生成的马骡和驴骡，以及小鼠和鹿的种间杂交。研究人员一直在努力利用细胞融合在亲缘关系遥远的物种之间构建出哺乳动物种间杂交。然而，由于两个哺乳动物物种的配子形成的受精卵通常无法正常发育衍生出能增殖的异源二倍体细胞，以往报道的哺乳动物人工种间杂交细胞都是通过融合二倍体细胞生成的四倍体。

近年来，周琪课题组与其他的研究人员成功构建出了来自小鼠、大鼠和猴的多能单倍体胚胎干细胞(ESCs)（延伸阅读：周琪Cell Stem Cell发表单倍体干细胞研究新发现 ）。这些单倍体ESCs保持了单倍性，在体内外能够分化为所有三个胚层，包括生殖细胞。并且，周琪课题组证实这些单倍体ESCs能够替代配子，可以作为生成具有稳定基因组及ESC样发育能力的哺乳动物二倍体杂交细胞的来源（延伸阅读：中科院Nature文章干细胞研究突破性进展 ）。

在这篇Cell文章中，研究人员报告称他们利用小鼠和大鼠的单倍体ESCs成功构建出了小鼠-大鼠种间杂交异源二倍体ESCs(AdESCs)。这些AdESCs具有稳定的异源二倍体基因组，能够分化为所有三个胚层及早期生殖细胞。小鼠和大鼠等位基因对大多数基因的表达贡献相当。此外，他们还证实了AdESCs是研究X染色体失活调控机制和鉴别逃避X染色体失活的基因，以及有效鉴别物种间表型差异调控基因的一个强大的工具。作者表示，采用与他们的方法相似的策略可用来构建出其他亲缘关系遥远物种的杂种AdESCs。

此外，不久前周琪院士还与中科院动物研究所的段恩奎，和中科院上海生命科学研究院的研究员翟琦巍一起领导研究团队，证实父亲的饮食会影响精子中的小tRNA片段（tsRNA），实现获得性代谢紊乱的跨代遗传。这一惊人的研究成果发表在12月31日的《科学》（Science）杂志上（延伸阅读：中科院新晋院士Science发表表观遗传重要成果 ）。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Generation and Application of Mouse-Rat Allodiploid Embryonic Stem Cells

Mammalian interspecific hybrids provide unique advantages for mechanistic studies of speciation, gene expression regulation, and X chromosome inactivation (XCI) but are constrained by their limited natural resources. Previous artificially generated mammalian interspecific hybrid cells are usually tetraploids with unstable genomes and limited developmental abilities. Here, we report the generation of mouse-rat allodiploid embryonic stem cells (AdESCs) by fusing haploid ESCs of the two species. The AdESCs have a stable allodiploid genome and are capable of differentiating into all three germ layers and early-stage germ cells. Both the mouse and rat alleles have comparable contributions to the expression of most genes. We have proven AdESCs as a powerful tool to study the mechanisms regulating X chromosome inactivation and to identify X inactivation-escaping genes, as well as to efficiently identify genes regulating phenotypic differences between species. A similar method could be used to create hybrid AdESCs of other distantly related species.

作者简介：

周琪

研究员，中国科学院动物研究所副所长，干细胞与生殖生物学国家重点实验室主任。

主要从事细胞重编程机制和命运调控、干细胞多能性获得与维持等研究工作，并致力于推动再生医学和干细胞的转化应用。现已在Nature，Science，Nature Biotechnology, Cell Stem Cell,PNAS，JBC，Stem cells，Cell Research等数家刊物发表论文一百余篇，申请、获得重编程及干细胞技术发明专利8项；其研究成果多次受到国际著名科学家的高度评价与国际科技媒体的广泛报导，其中三项研究成果分别于2003年、2009年及2012年入选我国年度十大科技进展新闻、两院院士评选的十大科技进展或十大科技新闻人物，尤其是证明iPS细胞多能性的工作还入选了美国《时代周刊》评选的2009年年度十大医学突破。先后获得国际转基因研究genOway奖、何梁何利基金科学与技术奖、周光召基金会“杰出青年基础科学奖” 、谈家桢生命科学创新奖、2014年度国家自然科学奖二等奖等多项奖励。

李伟

博士，研究员，干细胞与细胞周期调控研究组PI。2006年毕业于武汉大学生命科学学院获理学学士学位，2012年毕业于中国科学院动物研究所获发育生物学博士学位。2013年经中国科学院动物研究所“星辰研究员计划”引进，任计划生育生殖生物学国家重点实验室研究员，干细胞与细胞周期调控研究组组长。主要从事干细胞和基因工程方面的研究，在多能性干细胞的建立、鉴定和应用，以及基因修饰动物模型构建方面取得多项进展，相关研究成果发表在Nature，Nature Biotechnology，Cell Research等刊物。