鸡原始生殖细胞(PGC)自我更新及生殖系转移能力体外维持的分子机制

Chicken primordial germ cells(PGC) enable to be maintained in vitro and creat a germline transmission by migration toward the recipients' sex cord via the bloodstream. Avian PGCs have significant potential to be used as a cell-based system for the study and preservation of avian germplasm, and the genetic modification of the avian genome. However, the potential of germline transmission of PGCs decreased after long-term culture in vitro and get varity exogenetic expressin in differen tissure of progeny when transfer to recipients. The principle reason is the signaling pathway essential for inducing proliferation of chicken PGCs need to be uncovered. We investigated the effects of FGF signal pathway and Akt pathway on self-renew and germline transmission potential of PGCs based on long-term in vitro culuture of PGCs. Based on the mechanism of self-renewal, it is enable to establish a stable culture system in vitro in order to maintance the normal function of chicken PGCs.The project is valuable ont only to discover molecular mechanism of avian germ lineage cells development and diferentiation but also to transgenic chicken produced via PGCs tranplantation.

鸡的原始生殖细胞(PGC)可以体外长期培养，并将外源基因传递至后代即生殖系转移，在转基因家禽、珍稀鸟类种质保存和生殖生物学等方面具有重要价值。但是，PGC体外培养后生殖系转移能力下降，外源基因在后代的表达也具有组织差异，这些因素成为制约其应用的瓶颈。研究鸡PGC自我更新的分子机制是解决其体外增殖和维持正常功能的根本之道。本项目在长期体外培养鸡PGC的基础上，通过研究FGF下游通路和AKT途径的分子通路各因子对PGC自我更新的调控作用，检测它们对PGC生殖系转移能力的影响。并在此基础上建立能稳定维持其功能的体外培养系统。本项目的研究结果不仅可揭示鸡PGC的自我更新和生殖系转移能力维持的分子机制，而且为开展PGC介导的转基因鸡研究提供理论基础和试验依据，具有重要的科学意义和应用价值。

鸡的原始生殖细胞(PGC)可以体外长期培养，并将外源基因传递至后代即生殖系转移，在转基因家禽、珍稀鸟类种质保存和生殖生物学等方面具有重要价值。但是，PGC体外培养后生殖系转移能力下降，外源基因在后代的表达也具有组织差异，这些因素成为制约其应用的瓶颈。研究鸡PGC自我更新的分子机制是解决其体外增殖和维持正常功能的根本之道。本项目比较了生殖新月、胚胎外周血液和胚胎生殖腺三种不同来源的PGC在遗传特征和培养特性上的差异，结果表明，体外培养的PGC保持其体内遗传状况，而从培养特性上来看，gcPGC由于数量过少难以扩大培养，而gPGC混合的分化细胞过多，cPGC是体外培养和增殖分化研究的最佳细胞来源。找到研究PGC自我更新研究新线索，并建立体外培养多能性PGC的培养体系。通过研究饲养层细胞分泌物和支持PGC自我更新的关键因素，发现AKT途径的关键因子BMP4是支持PGC体外增殖的重要因子，通过下游分子调控PGC的增殖和分化，并且需要胞外基质的辅助作用形成PGC的合适生长微环境从而支持PGC的体外自我更新。本项目的研究结果揭示鸡PGC的自我更新和生殖系转移能力维持需要外源可溶性因子以及胞外基质构成的微环境共同作用。本项目的研究结果不仅可揭示鸡PGC的自我更新和生殖系转移能力维持的分子机制，而且为开展PGC介导的转基因鸡研究提供理论基础和试验依据，具有重要的科学意义和应用价值。