5％低氧利于维持hESCs在长期传代培养过程中表观遗传的稳定性

华粤行

2013/11/29 14:05

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引言：科研人员早在上世纪就发现不同的小鼠胚胎干细胞系间在表观遗传水平、表达谱水平和分化潜能等方面仍存在许多的差异，人胚胎干细胞系成功建立之后，科研人员对人胚胎干细胞系间的差异也做了大量的比较研究。

卢光琇课题组于今年初在Stem Cells上发表了一篇题名为《Physiological Oxygen Prevents Frequent Silencing of the DLK1-DIO3 Cluster During Human Embryonic Stem Cells Culture》的文章，文章强调：

“在hESCs长期传代培养过程中，使用5％低氧培养条件，而非普遍使用的20％氧气（即常氧条件），对于维持DLK1-DIO3基因簇的活化表达是必需的。”

卢光琇，教授，主任医师，医学遗传学博士生导师，湖南省医学会生殖医学专业委员会主任委员，我国人类生殖工程创始人之一，人类干细胞国家工程研究中心主任，中南大学生殖与干细胞工程研究所所长，中信湘雅生殖与遗传专科医院院长。

摘要如下：

“人类胚胎干细胞(hESCs)经长期传代培养（>30代）可以观察到遗传学与表观遗传学的改变，然而，在早期培养中则观察不到这种改变。通过大规模基因表达分析比较传代初期（<10代）和传代早期（20～30代）的12个hESCs系，作者发现，经过20次传代后，先前正常表达和表现出正常甲基化模式的DLK1-DIO3基因簇却发生频繁沉默。DLK1-DIO3在传代初期的活化状态和在传代早期的失活状态在分化过程中都可以遗传下去。DLK1-DIO3基因簇的沉默似乎不会削弱hESCs的多向分化潜能，但与在传代早期的hESCs和其分化来的肝细胞样衍生细胞中较少出现DNA损伤诱导的凋亡有关，其机理可能是通过减少p53的表达和磷酸化来实现的。此外，作者证明了5％氧气，而非培养时普遍使用的20％氧气，对于维持DLK1-DIO3基因簇的表达是必需的。总之，实验数据表明DLK1-DIO3基因簇的活化表达是hESCs表观遗传稳定的一个新的生物标志物，同时也表明在hESCs的培养和分化中使用适当的生理氧水平的重要性。”

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