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动物体内所有的体细胞都包含着一套相同的遗传信息,它们来自于同一枚由父本精子和母本卵子受精而来的受精卵,却在身体各器官功能中各司其职。将体细胞重编程为全能或多能的状态能在再生医学,药物筛选以及农业生产等相关领域发挥出巨大的潜力。鸟类物种是发育生物学和疾病研究重要的模式动物。家禽诱导性多能性干细胞(inducible pluripotent stem cells,iPSCs)具有自我更新和保持分化的特性,并具有永生化的潜能。禽类多能干细胞有很多应用,包括生成转基因家禽,生物制药和制作动物发育模型等领域的应用。虽然鸡的iPSCs在国内外研究还未见报道,但借助诱导性体外重编程技术生产类iPSCs细胞,并利用它的永生化这一性能为生物制药和兽药疫苗制造产业提供了一条新的途径,传统上从鸡胚中分离病毒用于新城疫疫苗的生产已经不能满足市场需求,因此研究从细胞中分离病毒的途径成为当前疫苗生产领域的迫切需要。本研究利用体细胞诱导性重编程技术,首次建立了一株全新诱导重编程细胞系,经分子生物学方法初步鉴定了这株细胞的永生化性能,然后利用倍比法逐步降低血清替代物的浓度,优化了细胞系培养体系,用贴壁-悬浮的方法驯化细胞适应了悬浮培养体系,并初步探讨了应用于病毒疫苗生产的条件。本研究不仅丰富了细胞无血清悬浮培养技术的理论研究,而且为病毒疫苗在细胞中生产提供了一个可能的新平台。具体研究分为以下三部分: 研究一:为了建立了一株诱导重编程细胞系,本研究从鸡胚中分离出一株成纤维体细胞系,利用体细胞诱导性重编程技术,通过慢病毒载体转染6种人类干细胞因子(POU5F1,NANOG,SOX2,LIN28,KLF4和C-MYC)。建立了小鼠成纤维细胞(MEF)用作饲养层细胞,将转染后的鸡成纤维细胞接种在在经丝裂霉素C处理后的MEF饲养层上,添加干细胞培养液进行培养,结果表明使用的6种人类转录因子能重编程鸡成纤维细胞。通过手工传代挑选诱导重编程技术所生产的细胞克隆团进行扩增培养进行下一步研究,所得到的重编程细胞系对碱性磷酸酶检测对AP染色(AP staining)呈阳性反应,经分子生物学方法检测表明,已有hNANOG,hLIN28和hC-MYC等三个因子已经被转导入细胞中表达,内源性PouV和Sox2在细胞系中被激活并高表达。端粒酶逆转录酶(cTERT)基因在细胞系中显著上调使得这些细胞已具有永生化,最后得到一株全新诱导重编程细胞系,命名为Line1,可用于进一步应用研究。 研究二:为了优化Line1的培养体系,本研究通过重编程细胞系Line1进行传代扩增,使用酶消化法稳定传代培养至100代,进一步表明Line1已具备细胞永生化的生长特性,已达到工业生产的初步要求;将细胞体外培养条件进行优化,同时应用倍比法梯度降低血清替代物浓度去驯化细胞株,成功将培养基中的血清替代物KSR的浓度从20%降低到1%,并撤除了培养基中bFGF等价格干细胞生长因子,这一优化的培养体系为细胞进行大规模培养应用提供了可能;应用贴壁-悬浮驯化法继续驯化Line1细胞株,使得细胞能在500r/min转速的摇床上生长增殖,成功将Line1细胞驯化为适应无血清悬浮培养体系的细胞系。 研究三:为了更好的应用于新城疫病毒疫苗的生产,本研究测试了永生细胞系Line1在无血清悬浮培养体系中稳定生长时期的细胞种群生长倍增时间(Cell population Doubling Time,CDT),为21.71hours,悬浮培养所能达到的细胞种群最大密度为4.9×106cells/ml,用新城疫病毒对细胞株进行感染,将感染的细胞株注射入鸡胚中进行病毒滴度检测,结果显示该细胞株生产新城疫病毒滴度为2.2×107pfu/ml,因此这株新型的永生化细胞系Line1能够适合用于新城疫病毒疫苗的生产。