廣州生物院闡明人多能干細胞異種嵌合的關鍵障礙機制

　　中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院潘光錦課題組在人多能干細胞異種嵌合研究中取得新進展，相關成果以BMI1 enables interspecies chimerism with human pluripotent stem cells 為題于11月7日發表在學術期刊《自然-通訊》（Nature Communications）上。

　　通過異種嵌合有望在異種動物體內獲得從人多能干細胞分化而來的功能性細胞，包括胰腺細胞、造血干細胞等。通常認為，多能干細胞的所處狀態包括兩種，naive狀體和primed狀態；只有naive狀態的多能干細胞具備胚胎嵌合能力，相比之下primed狀態的細胞不具備嵌合能力。而實驗室常規維持培養的人多能干細胞（hPSCs）就被認為處于primed狀態。

　　該研究發現，當將primed hPSCs移植到小鼠囊胚中時，primed hPSCs會發生凋亡；而通過在primed hPSCs中過表達BMI1基因可以有效抑制primed hPSCs在小鼠囊胚中的凋亡；并且隨著小鼠培養的發育，分化形成中內外三胚層的細胞，并且同時有效嵌合進入胎盤中形成滋養外胚層細胞。同樣，過表達BMI1的primed hPSCs也能在兔和豬的囊胚中產生嵌合。值得注意的是，研究人員發現BMI1高表達和抗凋亡能力，也是naive hPSCs異種嵌合能力的重要標志。研究人員通過比較兩種不同方法誘導獲得的naive hPSCs，發現只有BMI1高表達和具備單克隆存活抗凋亡能力的naive hPSCs，才具備有效的異種嵌合能力。

　　該研究表明，凋亡是人多能干細胞異種嵌合的重要障礙；而BMI1可以有效克服人多能干細胞在異種胚胎中發生的凋亡，進而促進異種嵌合。

　　該項研究得到中科院戰略先導專項、國家重點研發計劃、廣東省科學技術計劃等的資助。

人源細胞嵌合小鼠胚胎在白光（上圖）和紅色熒光（下圖）下的照片。紅色熒光指示DsRed標記的人源細胞。