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通过有性生殖进行繁殖的生物，均来源于高度特化的具有生物体所有遗传物质的配子。在正常发育情况下，体细胞则伴随着胚胎的发育逐渐缩减发育潜能，但是配子是唯一可以产生完整生物个体的终末分化细胞。从这个角度来说，生殖细胞是物种的干细胞，它能够产生一个新个体而不仅仅是发育为一个器官。因此，无论从维持物种繁衍这个意义上，还是从研究某种类型的细胞发育这个角度上，生殖细胞发育的研究是有着十分重要的意义的。对于生殖细胞发育来说，第一步也是非常重要的一步是原始生殖细胞(Primordial germ cell，PGC)的特化。利用胚胎干细胞(Embryonic stem cell，ES cell)向各种组织类型细胞分化的多潜能性来建立体外发育模型，将有助于我们克服复杂细胞环境，高难度胚胎操作等体内发育研究所面临的困难，从而揭示生殖细胞的发育机制。本研究通过Stelle—GFP ES细胞向PGC分化，来详细研究PGC的特化过程。首先，观察发现Stelle—GFP ES细胞表达Stella呈异质性，但是无论是Stella阳性亚群还是Stella阴性亚群，其表达模式均不同于PGC或PGC前体的表达模式。其次，通过贴壁分化方法和胚胎小体(embryoid body，EB)悬浮分化方法均可以得到PGC，但是两种分化方法所得到的PGC是有差异的。与贴壁分化所得到的PGC相比，EB方法所得到的PGC重现了印记基因Peg3和Igf2r印记擦除的时间顺序，并且PGC相关基因，如T，Fgf8和Sox17，和上胚层基因的表达模式更接近体内的情况，因此EB分化方法能更好重现PGC的特化过程。最后，本研究首次利用完全化学成分明确的培养基(chemically defined medium，CDM)建立了PGC体外分化模型，并用该模型发现BMP4和Wnt3a有促进PGC特化的作用，而BMP8b和ActvinA不能促进PGC特化。因此，本研究所建立的体外模型重现了体内PGC特化的过程，从而为研究PGC特化机制提供了新的研究思路和方法。