[01017465]鸡干细胞及其介导外源基因制备输卵管生物反应器-理论与技术

该项目属于畜牧学学科领域。鸡给人类提供大量营养必需的肉和蛋，其生产质量直接影响人体健康和食品安全，但因其遗传调控机理不明使得对提高和改善生产性能的研究进展缓慢。此外，鸡作为模式生物(代表鸟类)，在上世纪初就应用于发育生物学和动物繁殖学的研究。随着生物科学由形态学水平发展到分子水平，过去有关鸡的胚胎发育和遗传修饰等基础知识和方法已远远不能满足研究需要。尤其是精原干细胞异体间移植产生精子，可重编程为多能干细胞替代ESCs用于治疗和遗传修饰，而不涉及伦理和免疫排斥问题，引起了广泛关注。因此，阐明和建立这些基础理论和方法对畜牧业、临床医学和发育生物学均具有重大意义和应用价值。项目针对鸡早期胚胎发育、体外受精和胚胎干细胞、生殖干细胞等生物学规律和特性；以这些细胞为模型研究遗传修饰，外源基因导入制备输卵管生物反应器等内容。经过长达16年系统而深入的研究，取得了多项具有影响性的创新成果，具体如下：⑴系统研究了鸡胚胎干细胞(ESCs)、原始生殖细胞(PGCs)和精原干细胞(SSCs)发育规律和生物学特性；建立了一套完整的鸡ESCs、PGCs和SSCs分离纯化、体外培养、冷冻保存、诱导分化及转染外源基因等方法；阐明了小分子化合物对干细胞体外增殖的作用；建立了鸡ESCs定向诱导为雄性生殖细胞的培养体系，填补了家禽干细胞发育生物学基础理论和方法的空白。⑵创建了鸡卵体外受精、胚胎移植和异体胚盘移植方法；阐明了鸡早期胚胎发育规律、形态变化、胚胎细胞发生的显著发育学事件；为鸡胚胎遗传操作提供了切实可行的理论依据和技术支撑。⑶创新了鸡SSCs异体间移植产生精子的方法。创建了外源基因导入干细胞的方法，将Mx和NA基因导入受体并成功获得国内首批转基因鸡，解决了家禽转基因难的问题；创建了鸡输卵管暂态表达和稳定表达人组织激肽释放酶(rhK1)药用蛋白的生物反应器，填补了干细胞应用相关理论和方法的空白。该项目集成创新了鸡干细胞、胚胎工程、转基因输卵管生物反应器等一系列理论和方法，显著提升了中国家禽生物反应器关键技术的自主创新和国际竞争力。先后获国家自然科学基金、国家“863”重点项目和江苏省高新技术计划等课题的支持。授权发明专利7项；共发表学术论文87篇，其中10篇论文在Web of Science中被他引61次；代表论文他引283次；单篇最高他引次数达45次。该项目创新点3被《MICROBIOLOGY AND MOLECULAR BIOLOGY REVIEWS》(IF=15.255)等刊物上的论文多次引用；并被专业媒体《中国家禽》专刊报道；吸引了诺贝尔医学及生理学奖得主埃里克·坎德尔的团队成员美国波士顿大学王磊博士、美国马里兰州立大学Dr.John Song、香港大学李嘉诚医学院张知恆博士来学习；多名国内知名院校学者来请教；项目组成员在境外科研院所学术交流10次；为多家国际知名杂志审稿。