登录
 机构网站
  1. 首页
  2. 情报产品
  3. 快讯详情

《遗传发育所在体外制造出含背/腹侧神经元的脊髓组织》

  • 来源专题：转基因生物新品种培育
  • 编译者： 姜丽华
  • 发布时间：2023-04-05

  • 中国科学院遗传与发育生物学研究所戴建武团队在脊髓组织体外制造研究中取得系列进展。该团队建立了含有人神经干细胞和星形胶质细胞的脊髓组织制造技术，在体外实现了厘米级的临床可移植的脊髓组织制造（Jin et al, Bioengineering & Translational Medicine, 2022），并通过材料与细胞共价偶联技术制造了具有药物靶向引导功能的人脊髓组织（Liu et al, Science Advances, 2023）。

      近期，该团队在脊髓制造研究中取得了新进展。研究通过诱导神经干细胞在胶原材料中预分化，制造出具有背腹侧结构的类脊髓组织（DV-SC），且在移植到大鼠和恒河猴全横断脊髓损伤模型中后显示出良好的治疗效果。

      研究利用神经分化信号因子组合对接种在胶原支架材料上的神经干细胞进行了为期30天的定向诱导分化，所获得的DV-SC中含有多种类型的脊髓背腹侧神经元，包括BRN3A+ INs（背侧dilc-di3，diLB-di5神经元）、TLX3+ INs（背侧di3，diLB-di5神经元）、LMX1B+ INs（背侧diLB-di5神经元）、LHX1+ INs（腹侧di6-V1神经元）、FOXP2+ INs（腹侧V1神经元）、HB9+及ISL1+（运动神经元）。

      该研究将DV-SC移植到大鼠和恒河猴T8-9完全性脊髓损伤模型中。DV-SC可以在大鼠和恒河猴损伤区更好地存活，产生成熟的功能性神经元。此外，DV-SC能够对应感觉和运动环路整合到宿主全横断的脊髓神经网络中，其中DV-SC来源的HB9+轴突和BRN3A+轴突可分别和宿主5-羟色胺5-HT+轴突和降钙素基因相关肽CGRP+轴突形成靶向突触连接，部分恢复中断的神经回路，进而改善脊髓损伤大鼠和恒河猴的运动诱发电位和后肢运动功能的恢复。

      3月30日，相关研究成果在线发表在Bioactive Materials上。研究工作得到国家自然科学基金重大项目和中国科学院战略性先导科技专项的支持。

  • 原文来源：https://www.cas.cn/syky/202303/t20230331_4882599.shtml
40浏览量
原文链接
相关报告

  • 《遗传发育所发表关于神经祖细胞“时空之旅”的综述论文》
    • 来源专题：转基因生物新品种培育
    • 编译者：姜丽华
    • 发布时间：2022-10-31
    •   神经系统的结构为其功能的发挥奠定了基础。在一系列时空（spatio-temporal）编码因子的调控下，起源于神经干细胞池的神经系统产生高度多样化的神经元。随后，未成熟的神经元迁移定居，神经元与神经元、神经元与靶组织间的精密连接标志着神经系统的高度完善。因此，在探究大脑奥秘的过程中，揭开哺乳动物脑神经元多样性的起源至关重要。   10月10日，中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员吴青峰团队在《神经科学通报》（Neuroscience Bulletin）上，发表了题为A Spacetime Odyssey of Neural Progenitors to Generate Neuronal Diversity的综述论文。该综述总结了哺乳动物神经祖细胞池产生多样化神经细胞的三种不同策略：（1）命运预决定模型（Predetermined strategy）：在特定时间窗口，神经祖细胞的命运已被决定，必然分化为一种特定的神经元亚型，哺乳动物大脑皮层的神经祖细胞主要采取这一策略；（2）随机决定模型（Stochastic strategy）：每个神经祖细胞的分化存在多种潜在状态，像量子论一样每种状态都有不同的发生概率，脊椎动物视网膜的发育过程即是示例；（3）级联多样化模型（Cascade diversifying strategy）：在细胞命运特化过程中，沿着细胞谱系阶层的多种细胞类型逐步级联放大以促进终末神经元的命运多样化，哺乳动物下丘脑的神经发生过程即遵循级联放大规律。同时，该研究结合神经系统的时空发育模式阐述了神经祖细胞池在大脑皮层、脊髓、视网膜和下丘脑中的发生发展过程。   该综述还总结了哺乳动物神经发生的时空编码机制。哺乳动物体内神经祖细胞的空间编码与其时间动力学特征应是相互协调、密不可分的，以更精确的控制神经元产生。新生神经元迁移过程中的微环境因子、自发性电发放、神经元的上下游连接和随机的转录因子表达等因素都可进一步塑造神经元的命运和身份。综上，该论文总结了神经细胞多样性产生的机制，为后续大脑发育的概念突破和神经元替代性治疗等提供重要的理论支撑。   研究工作得到科技部、国家自然科学基金及中国科学院战略性先导科技专项的支持。
    99浏览量
    原文链接

  • 《遗传发育所在小麦再生研究方面取得进展》
    • 来源专题：生物育种
    • 编译者：季雪婧
    • 发布时间：2023-05-12
    •     植物的基因功能研究和遗传改良都离不开遗传转化，在模式植物拟南芥中可以使用“滴花转化”的方式轻松实现遗传转化，而大部分的作物中，例如小麦、水稻、玉米等都需要长时间的组织培养才能获得遗传转化植株，效率较低。在小麦中通常以未成熟的幼胚为外植体，首先将带有目的载体的农杆菌与幼胚共培养，随后诱导形成愈伤组织，然后分化长出新的植株。这其中的任何一环都会影响最终的遗传转化效率，例如外植体的取材窗口、农杆菌侵染后引起细胞免疫反应、愈伤组织的异质性、生根长芽的品种依赖性等等。     组织培养的过程是一个植株再生的过程，拟南芥中的研究表明，植物激素，特别是生长素和细胞分裂素能够直接影响植物再生。此外在拟南芥中还鉴定到很多关键的转录因子和表观调控因子参与再生过程。     为了更好地理解小麦的再生过程，探究其中的转录和染色质动态变化，以及鉴定提高小麦转化效率的新基因，中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员肖军团队联合山东农业大学教授张宪省团队利用RNA-seq、ATAC-seq、CUT&Tag等技术手段，通过多组学联合分析的方式绘制了小麦再生过程的转录及染色质动态图谱，并搭建了一个顺序的转录调控网络，最终通过与拟南芥再生过程的比较分析鉴定出2个能提高小麦遗传转化效率的新因子。     研究人员以遗传转化效率最高的小麦品种Fielder作为材料，对其诱导0天、3天、6天、9天和12天的材料进行RNA-seq、ATAC-seq以及CUT&Tag（H3K27me3, H3K27ac, H3K4me3）建库。通过聚类分析，研究发现小麦再生过程中存在着顺序的基因表达，并且这种顺序的基因表达与染色质可及性高度相关。此外，H3K27me3的减少和H3K4me3的增加对于某些再生的关键基因在愈伤组织诱导后期的激活息息相关。基于小麦再生过程中转录与染色质可及性的高度相关，研究人员利用RNA-seq和ATAC-seq数据搭建了一个转录调控网络，该网络中不同聚类的基因之间存在顺序的调控关系。研究从中鉴定到446个核心转录因子，并推测它们可能参与介导小麦遗传转化效率的品种差异。通过与拟南芥再生过程的比较分析，研究人员发现在愈伤组织早期被激活的转录因子家族存在差异。在小麦中最早被激活的为DOF和G2-like家族成员，而在拟南芥中最早被激活的为NAC和LBD家族成员。拟南芥中过表达NAC家族和LBD家族成员都能够促进再生，因此研究人员在小麦中测试了2个DOF家族的转录因子。结果显示，它们都能显著提高小麦多个品种的愈伤组织诱导率和遗传转化效率，可以在小麦遗传转化过程中应用。     相关研究成果以Uncovering the transcriptional regulatory network involved in boosting wheat regeneration and transformation为题于近日在线发表于《自然-植物》（Nature Plants）。研究工作得到中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金、国家重点研发计划和山东省自然科学基金重大基础研究项目的资助。
    138浏览量
    原文链接