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家禽胚胎干细胞的研究与应用进展OA

Research and application progress of poultry embryonic stem cells

中文摘要英文摘要

家禽胚胎干细胞的研究作为发育生物学和农业生物技术的重要交叉领域,近年来取得了令人瞩目的进展.本文系统综述了家禽胚胎干细胞的基本特性、关键技术突破、当前挑战以及潜在应用前景,重点分析了其多能性维持的分子机制、培养体系优化策略、基因编辑技术的应用以及跨物种嵌合体的构建等方面的研究进展.在分子机制层面,家禽胚胎干细胞的核心多能性调控网络由POU5F3、SOX3和NANOG构成,与哺乳动物存在显著差异.特别介绍了OT/2i和OT/3i/chLIF等新型培养体系的建立,这些体系通过精确抑制Wnt、PKC及Activin/TGF-β等分化信号通路,并补充鸡源白血病抑制因子(chLIF),为鸡、鹌鹑、鸭、鹅等多种禽类胚胎干细胞提供了长期稳定培养的技术支持.在此基础上,CRISPR-Cas 9基因编辑技术已成功应用于家禽胚胎干细胞,实现了高效的基因敲入与定点修饰;跨物种嵌合体的成功构建以及生殖细胞分化能力的证实,进一步验证了其发育全能性.最后,在梳理现有研究成果的基础上,指出该领域存在生殖系传递效率低下、长期遗传稳定性不足等主要问题,并对其未来发展进行了展望.

Research on poultry embryonic stem cells,as an important interdisciplinary field bridging developmental biology and agricultural biotechnology,has achieved remarkable progress in recent years.This review systematically summarizes the fundamental characteristics,key technological breakthroughs,current challenges,and potential applications of poultry embryonic stem cells,with a focus on recent advances in the molecular mechanisms underlying pluripotency maintenance,optimization strategies for culture systems,application of gene-editing technologies,and generation of interspecies chimeras.At the molecular level,the core pluripotency regulatory network of poultry embryonic stem cells is composed of POU5F3,SOX3,and NANOG,which differs significantly from that of mammals.In particular,novel culture systems such as OT/2i and OT/3i/chLIF are highlighted.By precisely inhibiting differentiation-promoting signaling pathways including Wnt,PKC,and Activin/TGF-β,and supplementing with chicken leukemia inhibitory factor(chLIF),these systems provide long-term,stable culture support for embryonic stem cells derived from multiple avian species,including chicken,quail,duck,and goose.On this basis,the CRISPR-Cas9 gene-editing technology has been successfully applied to poultry embryonic stem cells,enabling efficient gene knock-in and site-specific modification.Furthermore,the successful generation of interspecies chimeras and the confirmation of germ cell differentiation capacity have further validated the developmental pluripotency of these cells.Finally,based on a comprehensive synthesis of existing research findings,this review identifies major challenges in the field,such as low germline transmission efficiency and insufficient long-term genetic stability,and offers a forward-looking perspective on future developments.

梁佑臣;韩威;李碧春;靳锴;赵健晓;张棋梦;曹智;薛倩;李国辉;孙红艳;牛英杰;左其生

扬州大学动物科学与技术学院/农业科技发展研究院/国际联合实验室,江苏 扬州 225009江苏省家禽科学研究所,江苏 扬州 225125扬州大学动物科学与技术学院/农业科技发展研究院/国际联合实验室,江苏 扬州 225009扬州大学动物科学与技术学院/农业科技发展研究院/国际联合实验室,江苏 扬州 225009扬州大学动物科学与技术学院/农业科技发展研究院/国际联合实验室,江苏 扬州 225009扬州大学动物科学与技术学院/农业科技发展研究院/国际联合实验室,江苏 扬州 225009扬州大学动物科学与技术学院/农业科技发展研究院/国际联合实验室,江苏 扬州 225009江苏省家禽科学研究所,江苏 扬州 225125江苏省家禽科学研究所,江苏 扬州 225125扬州大学动物科学与技术学院/农业科技发展研究院/国际联合实验室,江苏 扬州 225009扬州大学动物科学与技术学院/农业科技发展研究院/国际联合实验室,江苏 扬州 225009扬州大学动物科学与技术学院/农业科技发展研究院/国际联合实验室,江苏 扬州 225009

农业科技

家禽胚胎干细胞体外培养多能性跨物种嵌合体基因编辑

Embryonic stem cellsPoultryIn vitro culturePluripotencyInterspecies chimeraGene editing

《中国畜禽种业》 2026 (9)

26-36,封2,12

国家自然科学基金(32372864)扬州市科技计划(YZ2023262)中国博士后科学基金(2022M722697).

10.19543/j.cnki.1673-4556.20260803.002

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