中科院学者Cell Res:转基因食蟹猴加速传代

【字体: 时间:2015年09月22日 来源:中科院

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  非人灵长类动物,作为最接近于人的模式动物,在基础研究和生物医药研究领域有重要的地位。在神经科学领域,非人灵长类的动物模型对研究脑认知和脑疾病机理至关重要。

  

  9月15日,Cell Research 期刊在线发表了中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所灵长类研究平台的研究论文:Generation of macaques with sperm derived from juvenile monkey testicular xenografts。该研究通过精巢移植实现了食蟹猴精巢提早成熟,并利用移植精巢组织内生成的精子成功获得了健康的食蟹猴后代。

  非人灵长类动物,作为最接近于人的模式动物,在基础研究和生物医药研究领域有重要的地位。在神经科学领域,非人灵长类的动物模型对研究脑认知和脑疾病机理至关重要。随着基于分子剪刀的基因编辑方法的出现,及其在构建非人灵长类模式动物的成功运用,构建遗传修饰动物模型不再是小鼠等少数模式生物的专利。然而,较长的性成熟周期是非人灵长类动物模型应用的一大阻碍。常用的非人灵长类实验动物——恒河猴和食蟹猴的性成熟时间长达4-5年。长繁殖周期严重阻碍了非人灵长类动物模型的应用。

  上海生科院神经所灵长类研究平台科研人员利用野生型食蟹猴(14月龄)和前期构建的MeCP2转基因食蟹猴(27月龄)作为精巢供体,将其精巢组织移植到去势的裸鼠背部。移植组织经10个月的生长后开始出现有活力的精子。科研人员将部分精子通过单精子注射入食蟹猴卵母细胞,并通过将得到的受精卵移植到假孕受体,成功获得了2只野生型食蟹猴和4只F1代MeCP2转基因食蟹猴。通过对F1代进行PCR和Western Blot检测分析,发现MeCP2成功传代并表达。目前为止,这六只食蟹猴生长状况良好,年龄最大的已有10个月。

  该工作加速了食蟹猴的精子生成速度,缩短了食蟹猴的繁殖周期,对于推动非人灵长类动物模型的应用具有重大意义。此外,该工作首次在灵长类水平证明了异种精巢移植产生的精子可以用来获得健康的后代,对于青春期前的男性肿瘤患者生殖力保存具有一定的指导意义。

  该课题由博士研究生刘真在灵长类研究平台研究员孙强的指导下完成。并得到了实验室和所里其他成员的大力帮助。课题受科技部“973”项目、中科院先导专项、国家科技支撑计划和上海市科委的资助。

  图注:A,移植前精巢组织块和移植10个月后组织块。B,裸鼠背部移植的食蟹猴精巢组织。C,从精巢移植组织块中获得的食蟹猴精子。D-F,野生型食蟹猴精巢移植组织块不同移植时间点组织切片染色图。G-I,MeCP2转基因食蟹猴精巢移植组织块不同移植时间点组织切片染色图。J,利用精巢移植方法获得的野生型食蟹猴F1。K,利用精巢移植方法获得的MeCP2转基因食蟹猴F1。L,PCR检测MeCP2转基因食蟹猴F1转入外源基因的传代 。M,Western Blot检测MeCP2转基因食蟹猴F1外源基因的表达。

原文摘要:

Generation of macaques with sperm derived from juvenile monkey testicular xenografts

Germ cell transplantation and testicular tissue grafting have been developed for male fertility restoration1. The testis tissue from young mammals, including mice and monkeys, is capable of undergoing complete spermatogenesis in xenografts, and sperms obtained from monkey testicular tissue xenografts have yielded monkey blastocysts after intracytoplasmic sperm injection (ICSI), although no successful production of primates has been reported2,3,4. Achieving the latter is important because of its potential implication for restoring fertility of young cancer patients undergoing radiotherapy and chemotherapy. In this study, we generated monkey offspring using sperm derived from testicular tissue xenografts of juvenile wild-type (WT) and transgenic cynomolgus monkeys (macaca fascicularis). Our results demonstrate that the testis xenografting approach could shorten the generation of cynomolgus monkey offspring by 1-2 years. Thus, the testis xenografting method may facilitate the development of genetically modified macaque monkey models and could serve as a new strategy for human fertility restoration.

 

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