核移植及iPS诱导体细胞重编程机制的研究

细胞核移植、治疗性克隆、iPS等体细胞重编程技术在发育生物学等基础研究领域和农牧业、再生医学等应用领域中发挥了越来越重要的作用，但是他们促进体细胞重编程的作用机制和途径并不清楚，而且这些技术的有效性和安全性也有待进一步的评估。本项目拟以小鼠为模型，建立相同遗传背景的体细胞核移植胚胎干细胞系及诱导多能性干细胞系，通过免疫荧光染色、荧光定量PCR、基因芯片技术及western免疫杂交技术、体内体外分化实验等方法，综合检测高度分化的体细胞经体细胞核移植及外源基因诱导两种方法进行重编程后，是否与胚胎干细胞具有相同的特性。对相同来源的克隆小鼠及iPS四倍体补偿小鼠进行发育、代谢、生殖能力等体征进行综合检验，以评估其安全性；通过对其发育能力的评估，探讨核移植和iPS重编程的差异。

本项目的总体研究目标包括：通过比较同一遗传背景、同一来源的体细胞经重编程后获得的多能性细胞，研究核移植、iPS 等方法的重编程机制，检验诱导多能性干细胞分化能力，评估其潜在风险及治疗价值，推动再生医学的发展。项目执行期间，围绕着体细胞核移植以及诱导多能性干细胞开展了系统的研究工作。体细胞核移植方面，项目组探讨了几种不同卵裂模式对小鼠克隆胚胎发育的影响。针对诱导多能性干细胞，项目组发现可以判断干细胞多能性水平的分子标识极其调控机制，为建立准确、快速、高效的干细胞多能性鉴定标准奠定基础。揭示了iPS细胞的致瘤风险及可能的产生机制，提示研究人员重视诱导技术对于iPS细胞安全性的影响。此外，项目组成功建立了诱导体细胞跨胚层转分化为神经干细胞或神经元的技术体系，为细胞治疗扩充了资源。项目组还建立了利用单倍体胚胎干细胞制备转基因动物，利用Crispr-Cas系统实现了大鼠多基因的快速同时敲除。这一系列研究成果，为人类再生医学、组织工程、疾病发病机制、药物筛选、毒理学等方面的研究提供理论和实践上的依据。