SCID2hu 小鼠: HIV研究的小型动物模型

长期以来缺乏病毒体内感染的小动物模型是制约HIV21 研究取得突破性进展的一大障碍。研究者将 胎儿的胸腺和胎肝组织移植到重症联合免疫缺陷(SCID) 小鼠体内, 构建了SCID2hu (Thy/Liv) 人鼠嵌合模型。 该模型具备正常功能性的人造血器官“Thy/Liv”, 较真实地模拟了HIV21 感染人胸腺后的状况, 是研究HIV21 体内感染较成功且很有潜力的嵌合鼠模型。SCID2hu (Thy/Liv) 模型的构建使得在小型动物体内研究HIV 的某 些致病机制、临床前评价各种先导药物的体内抗HIV 活性、评价新的治疗方案及寻求合适的基因治疗等成为可 能, 为在体内研究人造血系统和免疫系统的病理生理机能及人干细胞基因治疗提供了有力的工具, 有广泛的应 用前景。

人胚胎干细胞建系及向神经细胞定向分化的研究

研究和利用人胚胎干细胞(hES)细胞已成为生命科学领域的核心问题之一。当前hES 细胞研究主要集中在hES 的建系和维持其不分化状态；提高hES 细胞定向分化为特定 细胞的比例；ES 细胞自我更新和分化的机制等方面。本论文一方面概述了hES 细胞相 关领域的研究进展；另一方面建立了不同培养体系条件下3 株hES 细胞，并在此基础 上利用G5 和肝生长因子（HGF）诱导hES 细胞定向分化成高纯度的NPs。主要结论如 下：1) 建立人卵体外受精和胚胎培养体系。获得了15 个囊胚，采用了免疫外科法分离 内细胞团，运用含血清以及不含血清的培养体系，在ICR 小鼠胚胎成纤维饲养层上分 别建立了YKh-1、YKh-2 和YKh-3 3 株人胚胎干细胞系，生长良好，核型正常。ES 细 胞表达碱性磷酸酶活性、SSEA-3、SSEA-4、TRA-1-60、TRA-1-81 和Oct-4，但不表达 SSEA-1； ES 细胞在体外能够分化为属于外胚层、中胚层和内胚层的各种分化细胞， 在SCID 小鼠体内能形成畸胎瘤，畸胎瘤包括了所有三个胚层来源的细胞类型。证实了 ES 细胞系的多向分化潜能。2) 对比含血清以及无血清的培养体系的hES 细胞系的特征， 观察了其集落形态、生长速度、分化能力。结果表明，在含血清培养体系的Yhk-2，其 集落形态较致密，含2-3 个核的细胞较多，细胞倍增时间为43.9±5.7h；而在无血清培 养体系的Yhk-3，其集落形态较铺展，细胞较小而圆，倍增时间为34.8±3.8h。细胞免疫 染色和PCR 结果表明，二者在体外都能分化为三个胚层来源的多种细胞，但比例有所 差异。提示二者在向三个胚层来源的细胞的分化能力上有所不同。 3) 以所建立的hES 细胞系为模型，采用HGF 和G5 作为诱导因子添加到神经诱导培养基中，诱导hES 细 胞分化成高纯度的NPs。单独的HGF 或G5 仅能诱导ES 细胞分化成70.9± 5.0%和 72.9±7.2%NPs，而联用HGF 和G5 使NPs 的比率达到91.2±11.2%，进一步纯化后获得 98±3.2%的NPs。获得的NPs 能分化成三个谱系神经细胞，亚克隆实验也进一步证明采 用HGF+G5 获得的单个NPs 具有神经干细胞的特性，也能在体外分化成三个谱系的神 经细胞。用SHH 处理NPs，获得的分化细胞表达不同脑区标志，表明所得到NPs 具有 对脑区信号发生反应，进一步分化为不同脑区神经元细胞的能力。 本实验建立了具有自主知识产权的中国人源胚胎干细胞系，建立了ES 细胞的含血 清以及无血清的培养体系和向神经前体细胞定向分化系统，得到高比例的神经前体细 胞，为进一步研究利用人胚胎干细胞打下良好的基础。