克里斯普尔-Cas9基因组编辑允许在老鼠中生成老鼠肺

科学领域:

• 发展生物学 发展生物学
• 再生医学是一种再生医学.
• 生物工程是生物工程.

背景情况:

• 之前的研究已经从小鼠胚胎干细胞 (ESC) 产生了部分肺组织,但没有实现完整的器官生成.
• 从另一种宿主物种的捐赠者ESC中产生完整的器官以前从未实现过.
• 在老鼠宿主体内从未产生过老鼠肺.

研究的目的:

• 在老鼠宿主体内生成一个完整的老鼠肺.
• 为了研究跨物种喜马拉对器官生成的潜力.

主要方法:

• 利用CRISPR-Cas9基因组编辑来破坏大鼠的Nkx2-1基因,导致肺细胞发生.
• 通过将野生类型的老鼠ESC注入nkx2-1缺陷的老鼠胚胎,创建了跨物种的老鼠-老鼠仿真体.
• 分析了小鼠ESCs的贡献和差异化,使用免疫染,流细胞计和单细胞RNA测序.

主要成果:

• 在大鼠中,CRISPR-Cas9对Nkx2-1的破坏导致肺和甲状腺组织缺失.
• 用小鼠ESC补充恢复了小鼠-老鼠仿真体中的肺和甲状腺结构,ESC对呼吸系统细胞系贡献近99%.
• 来自ESC的肺细胞 (上皮细胞,内皮细胞,造血细胞,树皮细胞) 是高度分化的,并在老鼠宿主体内表现出正常的信号网络.

结论:

• 在CRISPR-Cas9基因组编辑和胚胎细胞补充的结合下,成功地在老鼠中产生了一个完整的小鼠肺.
• 这项研究表明,在物种间的器官生成方面取得了重大进展.
• 这些发现为未来研究在大型动物中产生人类器官作为生物反应器的研究铺平了道路.