转基因果蝇iPS细胞的诱导及其分化特性研究

iPS cell is a hotspot in recent biology studies. Reprogramming somatic cells into iPS cells will promote the development of regenerative medicine and provides a good means for the research of cell differentiation and organism development. So far, iPS cells research has been performed in vitro intensively and limited to a few mammalian species. None successful generation of non-mammalian iPS cells has been reported. In this study, using genetics means, we would integrate the transgenetic reprogramming factors into the same Drosophila stock. To generate iPS cells, various combination of reprogramming factors will be induced in different regions together by using Gal4/UAS or Flp-AY system. In this way, the generation region of iPS cells could be operated flexibly. Moreover, the pluripotency and differentiation ability of the iPS cells will be detected by tissue slice and fluorescent dye staining. This research will offer a novel platform for the dissection of reprogramming mechanism and benefit the approach of controlling the orientation differentiation of iPS cells in vivo.

iPS细胞（Induced Pluripotent Stem Cell）是近年来生命科学的研究热点。将体细胞重编程为多能干细胞，不仅为再生医学提供新的希望，也是研究细胞分化和发育调控机制的良好途径。目前，iPS细胞的研究主要是诱导体外培养的细胞，且集中在为数不多的哺乳动物，对非哺乳动物尚未有成功的研究范例。本课题以果蝇为材料，利用遗传学的手段，将转有重编程因子的转基因果蝇重组整合；采用Gal4/UAS系统和Flp-AY等策略，在果蝇不同器官组织中区域化地超表达不同重编程因子组合，以期诱导出真正意义的果蝇iPS细胞，实现iPS细胞在果蝇活体中诱导区域的灵活操控；采用免疫组化等技术检测所诱导细胞的多能性；并通过组织切片，荧光染料标记等手段进一步检测iPS细胞的分化能力。本项目为研究iPS细胞重编程的机制开辟新的途径，也为深入探索在生物体内如何精确控制iPS细胞的定向分化奠定基础。

iPS细胞（Induced Pluripotent Stem Cell）是生命科学的研究热点。将体细胞重编程为多能干细胞，不仅为再生医学提供新的希望，也是研究细胞分化和发育调控机制的良好途径。目前，iPS细胞的研究主要是诱导体外培养的细胞，且集中在为数不多的哺乳动物，对非哺乳动物尚未有成功的研究范例。本项目采用遗传学手段，将4个果蝇的对应的重编程因子同源基因的UAS转基因，整合到一个果蝇品系中。然后采用区域化特异表达的Gal4品系进行驱动，在果蝇的后肠，中肠等器官进行诱导。发现在后肠诱导重编程，使得后肠肠细胞表达很多生殖系干细胞特异的标记蛋白，并且后肠出现很多瘤状物质，瘤状物内含有很多微小的细胞核。这些细胞核不再表达原有的Gal4基因。证明诱导使得分化成熟的肠细胞进行了重新分裂，并且细胞的命运发生了改变。被诱导细胞的细胞核可以分泌大量核小泡，这种核小泡高表达生殖干细胞的特异表达基因。被诱导的区域会影响周边组织细胞核的变化，这种影响可能是通过核小泡介导的。本研究对于探索非哺乳类动物细胞诱导重编程，以及研究生物体发育机制有重要意义。