近日,美国南加州大学(USC)应其龙教授团队在Nature Biotechnology上发表了文章Derivation of embryonic stem cells across avian species。他们首次在鸡、鹌鹑、雉鸡、火鸡、鸭、鹅、孔雀和鸵鸟八种鸟类中,成功建立并长期维持真正的胚胎干细胞(embryonic stem cells, ESCs)。这项研究解决了困扰科学界数十年的难题,为农业、生物技术和物种保护打开了全新大门。
灵感来自“蛋黄效应”
起初,研究人员虽然能诱导细胞表现出多能性特征,却难以维持 ESCs 的长期生长。转机来自一次偶然发现:当胚盘细胞带有更多蛋黄时,竟然更容易保持“干细胞状态”。进一步研究揭示,蛋黄中的关键蛋白 卵转铁蛋白(ovotransferrin)正是“隐藏的秘密”。
将其与两种小分子抑制剂(IWR-1 和 Gö6983)组合后,研究团队在鸡中建立了稳定的 ESC 培养体系。随后,他们又针对不同鸟类开发了“定制化”配方:
雉鸡、鸭和火鸡 ESCs 需要额外成分 SB431542;
鹌鹑、鹅和孔雀需要再补充鸡源 LIF;
鸵鸟则完全不依赖 LIF。
跨物种的 ESC 培养体系由此诞生。
真正的多能干细胞
这些 ESCs 通过了多项严格验证:
体外分化:能生成三胚层细胞;
嵌合体实验:鸡 ESCs 注入白化鸡胚胎后,孵出的雏鸡长出带色素的羽毛;
基因编辑:能被 CRISPR 精准改造。
更令人振奋的是,日本熊本大学Guojun Sheng教授团队独立重复了这一方法,并成功建立了鸡和孔雀的 ESCs,证明该技术可靠且可重复。
应用前景:从餐桌到自然保护
农业:基因编辑家禽,提高抗病性、肉蛋品质,甚至在鸡蛋中生产抗体、疫苗等药物,让鸡蛋变成“生物工厂”。
物种保护:ESCs 可作为濒危鸟类的遗传资源库,为物种复原甚至灭绝鸟类的“回归”提供可能。
基础研究:鸟类胚胎操作简便,结合 ESCs 技术,为探索多能性与早期发育机制提供独特模型。
通讯作者、USC 应其龙教授表示:“我们首次在八种鸟类中建立了真正的胚胎干细胞。这一突破不仅能推动农业和医药的发展,也为物种保护提供了新的希望。这只是一个开始。”
https://www.nature.com/articles/s41587-025-02833-3
制版人: 十一
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