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本期《In Vitro Cellular & Developmental Biology - Animal》特輯收錄2025年體外生物學(xué)會(huì)議最新研究進(jìn)展，聚焦植物基因編輯（CRISPR）、動(dòng)物細(xì)胞模型構(gòu)建及體外培養(yǎng)技術(shù)突破。研究人員通過單細(xì)胞測序、類器官培養(yǎng)等前沿技術(shù)，在作物抗逆性改良、疾病模型構(gòu)建等領(lǐng)域取得重要突破，為農(nóng)業(yè)生物技術(shù)和精準(zhǔn)醫(yī)療提供新策略。
隨著全球人口增長和氣候變化加劇，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)育種技術(shù)難以滿足作物抗逆性和產(chǎn)量提升的需求。同時(shí)，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，疾病模型的構(gòu)建和藥物篩選效率亟待提高。在此背景下，體外生物學(xué)技術(shù)成為解決這些問題的關(guān)鍵突破口。2025年體外生物學(xué)會(huì)議論文集在《In Vitro Cellular & Developmental Biology - Animal》特刊中集中展示了該領(lǐng)域的最新進(jìn)展，涵蓋植物生物技術(shù)、動(dòng)物細(xì)胞工程等多個(gè)方向。
研究人員主要運(yùn)用了基因編輯技術(shù)（如CRISPR/Cas9）、體細(xì)胞胚胎發(fā)生、生物反應(yīng)器大規(guī)模培養(yǎng)、單細(xì)胞RNA測序（scRNA-seq）以及類器官（organoid）構(gòu)建等關(guān)鍵技術(shù)方法。部分研究還采用了來自臨床患者樣本的細(xì)胞系和田間試驗(yàn)的作物材料。
植物基因編輯與再生體系優(yōu)化
通過優(yōu)化CRISPR/Cas9系統(tǒng)在主要農(nóng)作物（如水稻、玉米）中的遞送效率，研究人員成功實(shí)現(xiàn)了多個(gè)抗病基因（如Xa23）的精準(zhǔn)編輯。利用體細(xì)胞胚胎發(fā)生技術(shù)，建立了高頻再生體系，將大豆、小麥等作物的遺傳轉(zhuǎn)化效率提升至80%以上。
細(xì)胞工程與疾病模型構(gòu)建
在動(dòng)物細(xì)胞領(lǐng)域，研究團(tuán)隊(duì)通過誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSC）技術(shù)構(gòu)建了神經(jīng)退行性疾病類器官模型。利用單細(xì)胞測序技術(shù)解析了細(xì)胞分化軌跡，發(fā)現(xiàn)Wnt/β-catenin信號(hào)通路在細(xì)胞命運(yùn)決定中的關(guān)鍵作用。此外，通過生物反應(yīng)器大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了人類肝臟類器官的擴(kuò)增，為藥物肝毒性測試提供了新平臺(tái)。
病原體-宿主互作機(jī)制解析
針對(duì)柑橘黃龍病病原體（Candidatus Liberibacter asiaticus）與宿主的互作機(jī)制，研究人員利用體外培養(yǎng)系統(tǒng)篩選出多個(gè)潛在抗病靶點(diǎn)。通過轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn)，病原體效應(yīng)蛋白靶向植物茉莉酸（JA）信號(hào)通路，為抗病育種提供了新方向。
本研究通過整合多學(xué)科技術(shù)手段，在作物改良和疾病模型構(gòu)建領(lǐng)域取得了系列突破。基因編輯技術(shù)的優(yōu)化為精準(zhǔn)育種提供了新工具，而類器官模型的發(fā)展則為人類疾病研究和藥物篩選提供了更可靠的平臺(tái)。這些成果不僅推動(dòng)了基礎(chǔ)科學(xué)問題的解決，也為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和精準(zhǔn)醫(yī)療提供了技術(shù)支撐。未來研究需進(jìn)一步關(guān)注技術(shù)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化和倫理規(guī)范問題。
