诱导多能干细胞来自苏门答腊犀牛的皮肤细胞

马来西亚的最后男苏门答腊犀牛,Kertam,死于2019年。现在,马克斯·德尔布吕克中心的一个团队已经成功培育出干细胞和mini-brains从他的皮肤细胞。正如他们发表在iScience,他们的目标是创建精子细胞,可能有助于拯救濒危物种免于灭绝。

苏门答腊犀牛曾发现在东亚和东南亚的大部分地区。今天,偷猎和栖息地的破坏摧毁世界上最小的、最古老的人口犀牛物种,只留下几十个人生活在苏门答腊的热带雨林和印尼婆罗洲的一部分。因此,男性和女性之间的交配遇到越来越罕见。

最后他们在马来西亚

苏门答腊犀牛,唯一幸存的犀牛物种的头发,自2019年以来在马来西亚被认为已经灭绝的男性Kertam和死后,仅仅几个月后,女伊曼。但是柏林的一个科学家小组由维拉Zywitza和塞巴斯蒂安Diecke博士领导的多能干细胞平台主管马克斯•德尔布吕克中心在柏林,不满足。他们和他们的国际合作伙伴有一个雄心勃勃的目标:将皮肤细胞从现在已故的苏门答腊犀牛成干细胞,他们可以获得卵子和精子细胞用于辅助生殖——在这种情况下,在实验室中受精。胚胎在培养皿中培育,将Kertam和其他的后代已经死去或者不育个体,将通过代理词犀牛的母亲。

在科学杂志上iScience,团队由第一作者Zywitza最后作者Diecke已经报道首次成功:他们已经生成的诱导多能干细胞,简称“诱导多能性”细胞,从Kertam的皮肤样本。这些细胞有两个主要优势。首先,他们可以无限分裂,因此永远不死;其次,他们可以在体内转变成任何细胞类型。最近发表的研究中,这个组织已经大脑瀑样生长,也称为“从Kertam mini-brains”,“诱导多能性”细胞。

学习从白犀牛

技术平台开发了干细胞技术作为BioRescue研究项目的一部分,更多的濒危北白犀——现在只剩下两个女性,生活在一个肯尼亚的野生动物保护区。“我们当前的研究中受益很多从获得的知识通过这次大规模的项目,它是由德国联邦教育和研究“Zywitza说。教授托马斯•Hildebrandt繁殖管理部门主管莱布尼兹动物园和野生动物研究所(开创者)在柏林,明显和他的研究小组也参与这个项目。

Zywitza讲述那些参与当前的研究感到惊讶和高兴地发现方法将北部白犀牛的皮肤细胞转变为干细胞还与苏门答腊犀牛的细胞。在显微镜下,干细胞的犀牛物种和人类“诱导多能性”细胞。然而,有特有的差异:“在北部白犀牛iPS细胞相比,Kertam不能培养的细胞则没有支线细胞,释放生长因子,帮助保持干细胞多能性状态,“Zywitza解释道。

深入了解一下进化

除了保护该物种,从Kertam获得干细胞的皮肤可以用于另一个目的:“从珍稀动物提供一个独特的“诱导多能性”细胞工具获得洞察器官的进化发展,“Zywitza说。为了证明这一点,Silke博士Frahm-Barske,他也是一个科学家Diecke的研究小组,增加大脑瀑样的细胞。

”我们所知,这样的mini-brains只有获得从老鼠,人类和非人类的灵长类动物,到目前为止,“Frahm-Barske说。“我们非常高兴地看到,我们来自苏门答腊犀牛的干细胞形成瀑样非常类似于人类。“然而,她补充说,该团队治疗人类和犀牛iPS细胞略有不同,以生成大脑瀑样。

下一步是精子细胞

团队的下一个目标是使用Kertam的iPS细胞种植适合人工受精的精子。“这一步是更困难,”Zywitza说。“获取精子细胞,我们首先需要利用iPS细胞培养原始生殖细胞——卵子和精子的前兆。“这是科学家们现在要解决棘手的任务。他们还计划从其他苏门答腊犀牛获得“诱导多能性”细胞。

生殖专家托马斯Hildebrandt解释了为什么这样的努力是必要的:“确实采取了措施在印尼苏门答腊犀牛人口通过结合剩余的个人在野生动物保护区,”他说。“但没有怀孕的雌性在很长一段时间内经常成为不育,例如由于囊肿发展他们的生殖器官,或者他们可能只是太老熊年轻。”

“尽管我们的工作正试图使看似不可能的成为可能——即。,以确保动物的生存,否则可能从地球上消失,它必须是一个例外,而不是成为规则,“强调Zywitza。“尽管围绕我们在实验室里所做的,这可以在最好的情况下做出一个小的贡献来拯救这些濒临灭绝的犀牛。的保护和保护动物的为数不多的栖息地至少是同样重要。”

参考:Zywitza V,弗拉姆年代,克鲁格N, et al。诱导多能干细胞和大脑极度濒危的苏门答腊犀牛瀑样。iScience。2022;25 (11):105414。doi:10.1016 / j.isci.2022.105414

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