供体细胞异质性及其对猪克隆胚胎发育效率的影响

摘要

猪体细胞克隆技术，又称体细胞核移植技术，在农业生产、疾病动物模型制备、重编程机制研究、人类生物医药学等领域具有非常重要的应用价值。然而，猪克隆胚胎发育至出生的效率只有约 1%，这严重制约了猪体细胞核移植技术的发展和应用。克隆胚胎的发育效率取决于其在发育过程中基因表达模式是否正确。已有研究显示即使同一来源的不同单个体细胞的基因表达模式存在显著差异，这种差异可能是导致同一来源的不同单个体细胞核移植后产生的克隆胚胎在发育过程中基因表达模式产生差异，进而导致其发育效率产生差异。如果能从同一来源的体细胞中筛选出有利于核移植胚胎发育的“精英”供体细胞用于核移植，将显著提高猪克隆的效率。　　本研究将同一来源的猪成纤维细胞通过单细胞接种培养获得一批单细胞克隆团，每个单细胞克隆团随机挑取1或2个单细胞进行单细胞转录组测序，根据单细胞转录组测序结果筛选出基因表达模式“另类”的单细胞克隆团，及基因表达模式“普通”单细胞克隆团，并通过体细胞核移植比较“另类”和“普通”单细胞克隆团分别制备的两种克隆胚胎的体外发育效率差异。实验结果表明：（1）在检测了两个单细胞的转录组的11个单细胞克隆团中，只有3个单细胞克隆团的两个单细胞的转录组不相似，而有8个单细胞克隆团的两个单细胞的转录组相似，证明大多数情况下来源于同一单细胞克隆团的不同单细胞的基因表达模式相似。（2）在同一来源的52 个单细胞中，有 48 个单细胞的转录组相似，但有 4 个单细胞（编号为 D11-1，D12-1，DW61-2，DW99-2）的转录组与48个“普通”单细胞的转录组不相似，且这4个“另类”单细胞的转录组互不相似，暗示这4个“另类”单细胞中可能含有利于核移植重编程的“精英”细胞。（3）以“另类”单细胞D11-1所来源的单细胞克隆团D11与“普通”单细胞所来源的一个单细胞克隆团 D28 分别作供体细胞制备的两组猪克隆胚胎的体外发育效率无显著差异。　　本研究为建立基于筛选供体细胞来提高猪体细胞克隆效率的新方法提供基础，为揭示猪体细胞在核移植过程中发生表观遗传重编程的分子机制提供基础。

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