’s Werelds eerste levend geboren hersenschim-aap gloeit groen op

Een doorbraak in onderzoek naar primaten: de geboorte van de chimere aap

Chinese onderzoekers hebben de eerste levendgeborene van een chimaeraap aangekondigd, een grote doorbraak in het onderzoek naar primaten. Deze prestatie opent nieuwe perspectieven voor het begrijpen van de pluripotentie van stamcellen, en heeft belangrijke implicaties voor genetische manipulatie en biomedische studies.

Een team van onderzoekers in China heeft voor het eerst de levendgeborene gerapporteerd van een aap die een hoog percentage cellen bevat die afkomstig zijn van een stamcellijn van apen. Deze ‘chimere’ aap bestaat uit cellen die afkomstig zijn van twee genetisch verschillende, identieke embryo’s Classificeren Van de aap. Dit is eerder aangetoond bij ratten en muizen, maar was tot nu toe niet mogelijk bij andere soorten, inclusief niet-menselijke primaten. Details van het onderzoek werden op 9 november in het tijdschrift gepubliceerd cel.

Implicaties voor multipotentie en biomedisch onderzoek

“Dit is een lang gezocht doel in het veld”, zegt senior auteur Chen Liu van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS). “Dit onderzoek heeft niet alleen implicaties voor het begrijpen van naïeve pluripotentie bij andere primaten, waaronder mensen, maar heeft ook praktische implicaties die relevant zijn voor genetische manipulatie en het behoud van soorten. Concreet kan dit werk ons ​​helpen nauwkeurigere aapmodellen te creëren om neurologische ziekten en ziekten te bestuderen andere biomedische studies.

Studiemethodologie

De apen die in het onderzoek werden gebruikt, waren cynomolgusapen, ook bekend als krabetende makaken of langstaartmakaken, die veel voorkomende primaten zijn in biomedisch onderzoek. De onderzoekers creëerden eerst negen stamcellijnen met behulp van cellen uit zeven dagen oude blastocyste-embryo’s. Vervolgens plaatsten ze de cellijnen in kweek om ze een verbeterd vermogen te geven om te differentiëren in verschillende celtypen.

Ze voerden een aantal verschillende tests uit op de cellen om er zeker van te zijn dat ze multipotent waren, wat betekent dat ze het vermogen hadden om te differentiëren in alle celtypen die nodig zijn om een ​​levend dier te vormen. De stamcellen werden ook gelabeld met groen fluorescerend eiwit, zodat onderzoekers konden identificeren welke weefsels groeiden uit welke stamcellen waarin dieren zich ontwikkelden en overleefden.

Succesvolle generatie chimere apen

Uiteindelijk selecteerden de wetenschappers een specifieke subset van stamcellen om te injecteren in vroege morula-embryo’s van apen (embryo’s die 4 tot 5 dagen oud zijn). De embryo’s werden geïmplanteerd in vrouwelijke makaken, wat resulteerde in twaalf zwangerschappen en zes levendgeborenen.

Eén analyse bevestigde dat één levend geboren aap en een andere geaborteerde foetus grotendeels biochemisch waren en cellen bevatten die waren gegroeid uit stamcellen door hun hele lichaam. Ze waren allebei mannelijk. De onderzoekers gebruikten de groen fluorescerende eiwitmarker om weefsels te identificeren die cellen bevatten die afkomstig zijn van de geïnjecteerde stamcellen.

Ze gebruikten ook genetische sequencing en andere tests om de aanwezigheid van van stamcellen afkomstige weefsels in verschillende organen te bevestigen. De soorten weefsel die ze testten en die uit stamcellen afkomstige cellen bevatten, omvatten de hersenen, het hart, de nieren, de lever en het maag-darmkanaal. Bij de levende aap varieerde de bijdrage van stamcellen aan verschillende weefseltypen van 21% tot 92%, met een gemiddelde van 67% over de 26 verschillende geteste weefseltypen. Bij de apenfoetus waren de aantallen lager.

Bij beide dieren bevestigden ze ook de aanwezigheid van stamcelcellen in de testikels en in de cellen die zich uiteindelijk tot spermacellen ontwikkelen.

Toekomstige trends en verbeteringen

“In deze studie leveren we sterk bewijs dat pluripotente stamcellen van naïeve apen het vermogen hebben om te differentiëren In vivo “In alle verschillende weefsels waaruit het lichaam van de aap bestaat”, zegt co-auteur Miguel Esteban van BGI Research en CAS. “Deze studie verdiept ons begrip van het ontwikkelingspotentieel van pluripotente stamcellen bij primatensoorten.”

“Dit werk helpt ons de naïeve pluripotentie in cellen van primaten beter te begrijpen”, voegt co-auteur Qiang Sun van CAS toe. “In de toekomst zullen we proberen de efficiëntie van deze methode voor het produceren van chimere apen te vergroten door de omstandigheden voor stamcelcultuur, blastocystencultuur waarbij stamcellen worden geïntroduceerd, of beide te verbeteren.”

De onderzoekers zijn ook van plan om de mechanismen achter de overleving van embryo’s in dierlijke gastheren verder te onderzoeken, wat volgens hen de efficiëntie van de chimera-generatie zal helpen verbeteren.

Referentie: “Live Birth of a Chimeric Monkey with High Embryonic Stem Cell Contribution” door Jing Cao, Wenjuan Li, Jie Li, Md. Abdul-Mazid, Chunyang Li, Yu Jiang, Wenqi Jia, Liang Wu, Zhaodi Liao, Xu Sun, Weixiang Song, Jieqiang Fu, Yan Wang, Yong Lu, Yuting Xu, Yanhong Ni, Xinyan Bian, Changshan Gao, Xiaotong Zhang, Lianxing Zhang, Xinxin Zhang, Yunban Li, Lixin Fu, Hao Liu, Junjian Lai, Yang Wang, Yu Yuan , Shen Jin, Yan Li, Quanyu Liu, Yue Lai, Xueyang Shi, Patrick H. Maxwell, Xun Xu, Longqi Liu, Muming Bo, Xiaolong Wang, Qiang Sun, Miguel A. Esteban en Chen Liu, 9 november 2023, cel.
doi: 10.1016/j.cell.2023.10.005

Dit werk werd gefinancierd door het National Key Research and Development Program van China, de National Natural Science Foundation of China, het Key Project of Science and Technology van de gemeente Shanghai, het Strategic Priority Research Program van de Chinese Academie van Wetenschappen en de Frontier Science Basisonderzoeksprogramma. Van de Chinese Academie van Wetenschappen, het National Key Program for Science and Technology Innovation 2030 en het Shenzhen Key Research Project for Outstanding Young Researchers.