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胚胎干细胞(ES细胞)是从动物早期胚胎内细胞团(ICM)或原始生殖细胞(PGCs)分离出来的高度未分化细胞,具有自我更新和向所有类型体细胞分化的能力。在理论上,胚胎干细胞包含本物种的全部遗传信息,具有将这些遗传信息在合适的时间、空间表达的能力,并可以在细胞水平上进行基因修饰。鉴于胚胎干细胞所具有的独特的生物学特性,其在研究胚胎发育、组织器官的修复和移植、新药开发、转基因生产和动物遗传育种等方面具有巨大的应用前景,是当前研究的热点。 本研究通过分离X期胚盘细胞,采用添加有饲养层细胞、BRL-3A条件培养基和生长抑制因子的体外培养体系对鸡ES细胞进行培养,经鉴定,成功获得第7代鸡ES细胞。通过实时定量PCR方法检测干细胞全能性相关基因Nanog、PouV和Sox2在鸡胚胎干细胞分化前后表达量的变化,同时检测Nanog、PouV和Sox2在鸡早期胚胎不同发育阶段中的表达情况,以期揭示Nanog、PouV和Sox2这三个基因在鸡胚胎干细胞全能性维持和在鸡胚胎早期发育过程中的调控作用,为进一步阐明鸡胚胎干细胞自我更新与全能性维持的分子机制提供实验数据。 采用纸环法分离X期胚盘细胞,操作简单,节省时间,能够获得比较完整的胚盘。使用STO细胞制备饲养层,BRL-3A细胞制备条件培养基,同时在培养体系中添加生长抑制因子bFGF、LIF和SCF对X期胚盘细胞进行培养,将鸡ES细胞传至第7代。 对ES细胞进行AKP染色和免疫荧光染色鉴定ES细胞的生物学活性。培养至第7代的鸡ES细胞经AKP染色后呈深蓝色,饲养层细胞不着色。SSEA-1的荧光染色,鸡ES细胞发出绿色荧光;阴性对照组,未加一抗的鸡ES细胞和饲养层呈阴性,表明试验中培养得到的鸡ES细胞处于未分化的状态。 试验中比较了两种不同程序对冻存细胞的影响,结果表明,采用梯度降温冻存的鸡ES细胞复苏后生长状况较好。 实时定量PCR检测结果表明,干细胞全能性相关基因Nanog、PouV、Sox2在鸡早期胚胎细胞中均有表达。结果提示,Nanog和PouV的基因表达模式相似,在鸡胚孵育的第0h,8h,16h和22 h表达量上调,在22h处达到顶峰,随着胚胎的继续发育,表达下调。而Sox2则继续上调。结果提示,可能由于Sox2是通过保持Nanog和PouV的适当表达水平继续发挥调控作用。Nanog、PouV和Sox2在鸡早期胚胎发育调控中具有重要作用,但作为全能性的标志基因的作用不尽相同。 实时定量PCR检测的结果表明,干细胞全能性相关基因Nanog、PouV、Sox2在鸡胚胎干细胞中均呈较高水平的表达,表明调控全能性的基因Nanog、PouV和Sox2在维持鸡ES细胞全能性中起着重要作用。在分化培养的第10d的细胞中,基因的表达量已经很低,随着ES细胞的分化,细胞不再表达全能性相关基因Nanog、PouV和Sox2,最终失去分化的全能性。实验结果提示Nanog、PouV和Sox2在维持鸡ES细胞全能性中的作用,在体外分化培养的ES细胞,依然存在调控ES细胞全能性基因Nanog、PouV和Sox2,但随着ES细胞的分化,基因的表达量逐渐降低,提示这三种基因在调控ES细胞全能性中的重要作用,为进一步阐明鸡ES细胞分化过程中基因调控的分子机制奠定了基础。