新研究研究開發(fā)了從斑馬魚單個囊胚期胚胎建立細(xì)胞系的技術(shù)

8月2日，國際學(xué)術(shù)期刊Journal of Genetics and Genomics在線發(fā)表了中國科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)**創(chuàng)新中心（生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所）李逸平研究組的最新研究成果：“Establishment and transcriptome analysis of single blastomere-derived cell lines from zebrafish”。該研究開發(fā)了從斑馬魚單個囊胚期胚胎建立細(xì)胞系的技術(shù)，所建立的細(xì)胞系可在體外長期培養(yǎng)至45代以上并保持基因組穩(wěn)定，單細(xì)胞測序數(shù)據(jù)顯示其為上皮細(xì)胞樣細(xì)胞系。該研究不僅豐富了魚類細(xì)胞系庫，也為研究上皮細(xì)胞穩(wěn)態(tài)提供了體外研究材料。

斑馬魚作為一種模式生物，因其體型小、產(chǎn)卵量大、胚胎透明、體外受精且胚胎發(fā)育迅速而被廣泛用于發(fā)育生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和毒理學(xué)等生命科學(xué)研究領(lǐng)域。細(xì)胞系是一種常用且重要的生命科學(xué)研究工具，然而，目前可用的商業(yè)化斑馬魚源細(xì)胞系十分匱乏，全世界只有5株，其中僅有1株是從囊胚期獲得(ZEM2S)。斑馬魚細(xì)胞系的建立會極大拓展其作為模式生物的應(yīng)用范圍，對細(xì)胞層面的分子機(jī)制研究尤為關(guān)鍵。

目前已有的斑馬魚細(xì)胞系均為多胚胎來源，缺乏同質(zhì)性，且因長期傳代無法維持基因組穩(wěn)定性，導(dǎo)致細(xì)胞中有大量的染色體出現(xiàn)非整倍體化。該研究通過在細(xì)胞培養(yǎng)基中加入骨形態(tài)發(fā)生蛋白4 (Bone Morphogenetic Protein 4, BMP4)，使得單胚胎來源的細(xì)胞系SdiAB (Single diploid blastomere from AB strain)能夠長期保持基因組的穩(wěn)定。將SdiAB細(xì)胞的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄本數(shù)據(jù)與斑馬魚胚胎不同發(fā)育階段(從受精開始到5 dpf)的單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄本數(shù)據(jù)進(jìn)行深入比較，發(fā)現(xiàn)SdiAB細(xì)胞與胚胎上皮樣細(xì)胞的表達(dá)模式相似，例如都高表達(dá)角蛋白家族基因keratin 8。差異基因富集分析顯示該細(xì)胞系中整體生命活動加快，具體表現(xiàn)為核糖體代謝相關(guān)基因上調(diào)、線粒體相關(guān)基因、氧化磷酸化循環(huán)相關(guān)通路、蛋白酶體信號通路上調(diào)等。

綜上所述，該研究建立了可長期傳代培養(yǎng)且基因組穩(wěn)定的斑馬魚上皮樣細(xì)胞系SdiAB，為研究上皮細(xì)胞分化與平衡穩(wěn)態(tài)等生物學(xué)過程提供了寶貴的體外研究材料。該研究建立的細(xì)胞系不僅為斑馬魚相關(guān)研究提供了重要的細(xì)胞生物學(xué)研究工具，擴(kuò)展了斑馬魚作為模式動物的應(yīng)用范圍，也為其它魚類細(xì)胞系的建立提供了參考。