[发明专利]一种胚胎干细胞培养基及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种胚胎干细胞培养基及其应用。

背景技术

胚胎干细胞的培养一直在生物学医药学和农业生物技术中占有极其显著的位置，近来由于转基因技术和组织再生医学的迫切需求，使得这一领域的研究呈现出蓬勃强劲的态势。已经建立并完善了小鼠和人类的胚胎干细胞系，并已投入实际研究和治疗应用。但转基因生物反应器所迫切需求的畜禽类胚胎干细胞系却至今尚未见报道。

转基因动物技术和转基因动物制药是近年来研究最热门、发展最快的领域之一。将目的外源基因导入到动物体内并与动物基因组整合在一起，随着细胞的分裂和增殖，外源基因在动物体内表达蛋白并在动物世代间稳定遗传。转基因动物打破了自然繁殖中的种间隔离，使基因能在种系关系很远的机体间流动，实现了动物种间遗传物质的交换与重组，这不仅为遗传物质的研究提供了新的手段，丰富了物种的基因库，而且扩大了生命科学的视野。1980年，Gordon等首次育成转基因小鼠，目前除转基因小鼠外，转基因兔、转基因绵羊、转基因猪、转基因牛、转基因山羊、转基因鸡、转基因大鼠、转基因猴等陆续育成，在生物学基础研究、医学、农业及生物工程等领域，均具有极高的科研和经济价值。

制作转基因动物的方法主要有显微注射法、逆转录病毒法、胚胎干细胞法、体细胞移植技术、腺病毒载体法和精子头与转移基因共注射法等。胚胎干细胞最早从早期的小鼠胚胎内细胞团分离出来，在正确的培养体系中的能够在体外长期传代并且保持高速增殖和维持类似癌细胞的无限繁殖和向外、中、内3个胚层高度分化的潜能，在体内能参与包括生殖系在内的各个组织器官的发育形成嵌合体。通过随机插入或者同源重组将外源基因整合到胚胎干细胞的基因组中，获得稳定表达的转基因细胞，通过抗性标记筛选富集被转染的细胞并建立胚胎干细胞系。再以显微注射法把这种转基因胚胎干细胞植入正常发育的受体囊胚中并将受体囊胚到受体动物的子宫内得到的转基因动物个体。胚胎干细胞介导法是一条极具魅力的转基因动物技术路线。与其它几种方法相比，基于系稳定成熟的胚胎干细胞系的胚胎干细胞介导法具有以下优点：（1）外源重组基因在受体染色体上的准确整合；（2）可在胚胎植入前筛选出合适的稳定传代细胞系；（3）可对细胞进行遗传修饰，外源基因调控表达，基因自身失活等操作；（4）可以通过基因打靶基因剔除建立基因缺失的畜禽品种和动物模型。但由于缺乏成熟的胚胎干细胞系，使这一技术仅仅局限于小鼠上的应用，严重限制这一先进技术在诸多领域里优势潜能的发挥。

诱导多能干细胞(iPS细胞)是近年来干细胞研究领域一项突破性的进展，其划时代的意义不仅在于为再生医学及相关的治疗研究提供了一种丰富的多能性干细胞材料来源，更重要的是将对干细胞多能性维持及体细胞重编程去分化机制的研究从诱导培养的细胞水平直接引入到了基因调控的分子水平。

禽类由于其独特地生理特性，在医药动物模型、生命科学基础研究和药物生产上占有极其显著的地位。家禽一直是人类最主要的肉类和蛋类蛋白质来源，另外家禽的输卵管相比哺乳动物的乳腺更具有成为生物反应器的价值，家禽易于饲养管理和大规模繁殖，卵类蛋白成份简单且易于纯化，卵类蛋白糖基化更接近于人类。获得一个稳定，增长迅速，具有多分化潜能的禽类胚胎干细胞系，一直是科研人员所迫切希望和努力追求的，也是禽类转基因领域和其它基础研究和应用技术发展厄需解决的瓶颈。现有的禽类胚胎干细胞培养体系是基于对小鼠的胚胎干细胞培养体系的模仿，大都存在增长缓慢、稳定性差的缺点，而且实验结果多不能重复。而禽类特殊的繁殖生理体系使得禽类的胚胎干细胞从获得到培养都和模式生物小鼠相差很远，使得在小鼠上很成熟的胚胎干细胞培养体系很难应用到禽类胚胎干细胞培养体系的开发上。不止家禽，其它物种的胚胎干细胞的研究也都难以获得小鼠胚胎干细胞的效果，可见现有的小鼠的成熟胚胎干细胞培养体系，很难应用的其他动物的胚胎干细胞培养之中。这一方面是由于物种之间的差距，另一方面可能是由于作为胚胎干细胞来源的内细胞团细胞和胚盘细胞在细胞特性和多能性及自我更新的调控网络上不适合外源细胞因子的干预。

发明内容

本发明的目的是提供一种胚胎干细胞培养基及其应用。

本发明还提供的胚胎干细胞培养基，包括如下组分：含有SOX2蛋白的蛋白甲、含有POUV蛋白的蛋白乙、含有Nanog蛋白的蛋白丙、含有cLIN28蛋白的蛋白丁、细胞因子LIF、细胞因子SCF和细胞因子bFGF。