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自1981年成功地建立第一个小鼠胚胎干细胞(mES细胞)系以来,各国科学家将目标定在大鼠胚胎干细胞的建系上,以期得到更接近人类的疾病动物模型。但由于体外培养时,不能完全抑制大鼠胚胎干细胞(rES细胞)分化,这个问题一直以来困扰着科研人员。2008年底一科研小组采取了一种特殊的“信号阻断”方法,成功在体外培养出rES细胞。在这之后,许多国家的科研小组利用诱导多能干细胞技术等方法对rES细胞进行体外分离培养。本研究旨在尝试分离大鼠类ES细胞,在体外有饲养层和无饲养层条件下进行初步培养,研究两种小分子抑制剂对其分化的抑制作用;同时加入鱼卵提取液以及子宫内膜,观察其对rES细胞增殖的影响,从而对适宜rES细胞的培养体系进行探索,并结合本实验对rES体外培养的影响因素进行分析,为下一步培养建立大鼠ES细胞系提供实验研究基础。通过研究,我们得出以下结论:
(1)通过对大鼠和小鼠的胚胎成纤维细胞进行培养,证实两种胚胎成纤维细胞增殖较为旺盛,3~5代的细胞经丝裂霉素C处理后,适宜大鼠胚胎的快速贴附生长。而大鼠骨髓间充质干细胞经处理后,细胞状态维持时间短,不适宜制作饲养层。
(2)本实验发现大鼠和小鼠的3~5代胚胎成纤维细胞经丝裂霉素C处理后均可作为大鼠类ES细胞增殖的饲养层细胞,且对其增殖无显著差异。
(3)本实验对怀孕3.5-5.5天的大鼠胚胎进行比较,发现4.5天的大鼠胚胎质量最好,能够分离出较多大鼠类ES细胞;3.5天的大鼠胚胎增殖缓慢,透明带和滋养层尚未脱落细胞已大部分死亡;5.5天的大鼠胚胎分离出的类ES细胞大部分分化成上皮型细胞。
(4)全胚培养法所培养的大鼠类ES细胞具有三个特性:核质比高,多核仁,细胞质中有较多的小囊泡。ES细胞克隆的形态是细胞紧密聚集,界限不清,边缘光滑,克隆表面折光性颗粒多,圆形或椭圆形,形似鸟巢,集落与饲养层界限分明。
(5)普通ES细胞培养基下,大鼠类ES细胞出现分化,ES细胞的形态学特性消失。在两种抑制剂(2i)条件培养基下,大鼠类ES细胞增殖缓慢,容易死亡。2i+鱼卵提取液培养基下,大鼠类ES细胞增殖速度快。
(6)在培养早期发现,在含有子宫内膜混合物的条件下,大鼠类ES增殖速度快。
(7)未分化的大鼠类ES细胞碱性磷酸酶(AKP)活性呈阳性。