《Journal of Bioscience and Bioengineering》:Evaluation of cellular characteristics and genome editing responses in chicken primordial germ cell lines
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雞原初生殖細胞(cPGC)特性比較及基因編輯研究。評估cPGC-1、cPGC-2(雄性)和cPGC-3(雌性)的增殖率、標記基因表達及性腺定植能力,發現39℃培養最優且cPGC-2定植效率最高。通過CRISPR/Cas9和Cre-loxP實現GFP和scFv-Fc基因整合,證實基因修飾對功能的影響。研究為優化cPGC培養及轉基因雞生產提供依據。
金子勇也(Yuya Kaneko)| 川辺良典(Yoshinori Kawabe)| 西島健一(Ken-ichi Nishijima)| 上平雅道(Masamichi Kamihira)
九州大學工學部化學工程系,日本福岡市西區本岡744,郵編819-0395
雞原始生殖細胞(cPGCs)在雞的基因修飾和生殖細胞研究中具有巨大潛力。在本研究中,我們評估了三種cPGC系(cPGC-1、cPGC-2和cPGC-3)的細胞特性。cPGC-1和cPGC-2來源于雄性雞,而cPGC-3來源于雌性雞。我們分析了這些細胞的增殖率、標記基因表達以及其在生殖腺中的定植能力。實驗中設置了三種不同的細胞培養溫度(37°C、39°C和41°C),結果顯示所有cPGC系在39°C時的增殖率最高。此外,cPGC-1的增殖率高于cPGC-2。在生殖細胞和多能性標記基因(Cvh、Dazl、Pou5f3和Nanog)的表達方面,cPGC-1與cPGC-2之間沒有顯著差異。為了觀察基因修飾前后細胞特性的變化,我們使用CRISPR/Cas9系統進行了綠色熒光蛋白(GFP)基因的敲入,并利用Cre-loxP系統實現了scFv-Fc基因的位點特異性整合。移植實驗表明,cPGC-2/GFP在生殖腺中的定植效率高于cPGC-1/GFP。本研究揭示了不同cPGC系之間的細胞特性差異,并強調了基因修飾對cPGC功能的影響。我們的發現強調了根據cPGC的特性選擇合適的細胞系并優化培養條件的重要性,以實現高效且可重復的轉基因雞的生產。這些見解將有助于家禽遺傳資源的保護以及轉基因雞在研究和工業應用方面的發展。
章節摘錄
細胞培養
用于實驗的cPGCs由名古屋大學(Nagoya University)的Avian Bioscience Resource Center(THERS)提供,該資源來自日本文部科學省(MEXT)的國家生物資源項目。cPGCs的分離方法如先前文獻(20)所述。培養條件參照Whyte等人(10)的研究,使用含有定制Avian Knockout DMEM(Invitrogen,美國加利福尼亞州卡爾斯巴德)、1× B-27補充劑(編號12587010;Thermo Fisher Scientific,美國馬薩諸塞州沃爾瑟姆)以及2.0 mM其他成分的FAcs培養基進行培養。
不同cPGC系細胞特性的比較分析
為了評估不同cPGC系的細胞特性,我們比較了三種cPGC系(cPGC-1、cPGC-2和cPGC-3)的增殖率。cPGC-1和cPGC-2來源于雄性雞,cPGC-3來源于雌性雞。分析時,cPGC-1的傳代數為50代,而cPGC-2和cPGC-3的傳代數為20代。為了研究培養溫度的影響,細胞系分別在不同溫度(37°C、39°C和41°C)下培養。第5天的活細胞密度如下……
討論
近年來,cPGC培養系統的進步使得細胞能夠在體外長期維持。先前的研究已經闡明了雞原始生殖細胞培養的重要特征,包括長期增殖的同時保持其生殖細胞身份和生殖腺定植能力,以及穩定克隆系的建立和無飼料培養系統的優化(9,31,32)。此外,不同cPGC系之間存在差異,這些差異可能與性別、來源和品系有關。
CRediT作者貢獻聲明
金子勇也(Yuya Kaneko):撰寫、審稿與編輯、初稿撰寫、數據可視化、方法設計、實驗設計、數據分析。
川辺良典(Yoshinori Kawabe):方法設計、數據管理。
西島健一(Ken-ichi Nishijima):資源獲取。
上平雅道(Masamichi Kamihira):撰寫、審稿與編輯、初稿撰寫、數據可視化、結果驗證、項目監督、資源管理、方法設計、資金申請、數據管理、概念構思。
致謝
我們感謝Edanz(
https://jp.edanz.com/ac)對本手稿草稿的編輯工作。本研究得到了日本學術振興會(AMED,項目編號JP21ae0121019)和日本學術振興會KAKENHI(項目編號JP25H00822)的支持。