小鼠胚胎干细胞在成体骨髓中长期存活的观察研究

多年来，"成体组织中是否存在胚胎干细胞（embryonic stem cells, ESCs）类似的细胞"一直是一个悬而未决的重要科学问题。之前的研究主要通过不同的方法从骨髓中分离、提取并体外培养建立ESCs样的干细胞系，以试图证明体内有类胚胎干细胞的存在，而我们首次提出相反的实验设计，即直接将小鼠的ESCs注入到小鼠的骨髓腔里，通过体外重新建系和免疫荧光染色等技术来研究ESCs能否一直保持其干细胞特性在小鼠体内存活以及存活多长时间，从而推测成体内是否存在一个可以维持ESCs生存的微环境，并探讨胚胎干细胞与骨髓微环境的相互调控机制。另一方面，这种模型还有利于我们深入研究ESCs在骨髓微环境中的分布以及分化趋势，为以后临床上多能干细胞在成体的应用起到很好的提示作用。

多能干细胞是当今生命科学和生物技术研究的热点，这是因为它具有自我更新和多能分化的能力，并具有很大的临床应用的潜力。其中“成体组织中是否存在胚胎干细胞（embryonic stem cells, ESCs）类似的细胞”一直是个悬而未决的重要科学问题。为了进一步研究这个科学问题，我们通过建立ESCs髓腔移植小鼠模型，并在移植后的不同时间点，重新回收移植的细胞并建系（Oct4+细胞系），并对建立的细胞系进行功能检测以及相互比较。研究发现，这些Oct4+细胞系具有与ESCs相似的特性，但一些表观遗传性的变化导致了它们的多能性降低。另外，通过观察发现移植的ESCs在骨髓腔内大多数分化成了非造血的细胞，形态多样，与骨质连接紧密，而仅有少部分分化成了造血细胞，并可进入血循环。我们的研究证实了成体环境中长期存在 ESCs的可能性，并提示在使用ESCs及其衍生物过程中，安全性一定要长期关注。为了拓展多能干细胞应用过程中的安全实用性，我们又建立了来源于单细胞的诱导性多潜能干细胞系（induced pluripotent stem cells, iPSCs），通过测序比较分析这些iPS细胞系在重编程以及培养过程中突变的累积。研究发现，在重编程过程和短时间的细胞培养过程中，产生的点突变是非常少量的，不仅证明了我们用单细胞诱导成iPSCs来检测单细胞基因组方法的可行性，为检测单细胞基因组提供了一种更便捷和简单的方法；而且解析了iPSCs中突变的来源。综上，我们的研究证实了成体环境中长期存在ESCs的可能性，并围绕多能干细胞的应用安全稳定性进行了一定的探索，不仅对以后干细胞的应用、在成体内的发育和分化研究奠定了基础，而且对其在临床上的应用具有很好的提示作用。