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Nat Commun:清华纪家葵课题组首次实现人类胚胎干细胞体外诱导为卵泡样细胞

摘要 : 2017年6月12日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Nature Communications》杂志上在线发表了清华大学医学院纪家葵课题组题为 《人类胚胎干细胞体外诱导为卵泡样细胞》( “In vitro differentiation of human embryonic stem cells into ovarian follicle-like cells” )的研究论文。

2017年6月12日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Nature Communications》杂志上在线发表了清华大学医学院纪家葵课题组题为 《人类胚胎干细胞体外诱导为卵泡样细胞》( “In vitro differentiation of human embryonic stem cells into ovarian follicle-like cells” )的研究论文。研究首次建立人胚胎干细胞(human embryonic stem cells, hESCs)定向分化为人卵巢类卵泡样细胞(human ovarian follicle-like cells, hFLCs)的体外分化体系。该研究证明在不借助体细胞的条件下,通过在人胚胎干细胞中过表达核糖核酸(RNA)结合蛋白可以体外获得人类卵泡样细胞。纪家葵研究组博士后郑多情,博士研究生熊杰、叶旻以及青岛农业大学硕士研究生秦训思为本文共同第一作者,清华大学纪家葵研究员为本文通讯作者。

卵泡(follicle)是卵巢皮质内由一个卵母细胞和其周围许多颗粒细胞所组成。健康的卵泡是形成成熟卵细胞的必要前提。体外诱导人卵泡细胞的体系能提供改进辅助生育技术或为研究女性卵巢早衰等疾病提供直接测试基因突变的体外模型。迄今为止,有研究证明人胚胎干细胞具有分化为早期原始生殖细胞的潜能。本文的研究指出,在外源因子(GDF9与BMP15)与内源基因(DAZL和BOULE)共同作用下,人胚胎干细胞能进一步分化为人类卵泡样细胞的潜能。这项研究为体外获得人类生殖细胞的研究打开了新的思路。

本研究揭示了两个RNA结合蛋白DAZL 和BOULE 在人女性卵泡发育过程中的重要作用。研究发现在人胚胎干细胞中过表达DAZL之后导致胚胎干细胞多能性基因表达下调而晚期原始生殖细胞特异基因表达上调。同时建立体外诱导人类卵泡样细胞的分化体系,并最终获得人类卵泡样细胞。该细胞群表达初级卵母细胞特异基因与颗粒细胞特异基因。

图1:人类卵泡样细胞细胞体外分化体系流程

图2:转录组分析(RNA-seq)显示人类卵泡样细胞(FLC)表达多个生殖细胞基因

原文链接:

In vitro differentiation of human embryonic stem cells into ovarian follicle-like cells

原文摘要:

Understanding the unique mechanisms of human oogenesis necessitates the development of an in vitro system of stem cell differentiation into oocytes. Specialized cell types and organoids have been derived from human pluripotent stem cells in vitro, but generating a human ovarian follicle remains a challenge. Here we report that human embryonic stem cells can be induced to differentiate into ovarian follicle-like cells (FLCs)in vitro. First, we find that two RNA-binding proteins specifically expressed in germ cells, DAZL and BOULE, regulate the exit from pluripotency and entry into meiosis. By expressing DAZL and BOULE with recombinant human GDF9 and BMP15, these meiotic germ cells are further induced to form ovarian FLCs, including oocytes and granulosa cells. This robust in vitro differentiation system will allow the study of the unique molecular mechanisms underlying human pluripotent stem cell differentiation into late primordial germ cells, meiotic germ cells and ovarian follicles.

来源: Nature Communications 浏览次数:0

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