蝙蝠作为第二大哺乳动物类群,也是唯一进化出真正自主飞行能力的哺乳动物,因具有长寿、抗病毒、冬眠和回声定位等生物学特性,而受到研究者的广泛关注。然而由于蝙蝠的生存环境特殊不易捕捉,且不具备实验室饲养的条件,目前仍缺少研究蝙蝠生物学的可靠细胞模型,因此很多关于蝙蝠的重复性试验无法开展。
诱导多能性干细胞 (Induced pluripotent stem cells, iPSCs) 可以在体外进行自我更新, 高质量的 iPS细胞在适当的条件下还可以分化成不同类型的细胞及类器官,是细胞生物学研究的良好模型。然而,目前关于蝙蝠 iPS细胞的研究相对较少,已报道的蝙蝠iPS细胞存在外源诱导因子持续性表达的问题,且缺乏蝙蝠iPS细胞体内分化能力的相关检测。
早在2014年,中国农业大学吴森教授团队就率先制备了蝙蝠iPS细胞,而一直到2023年3月,根据美国纽约西奈山伊坎医学院赫芬顿帕金森病细胞研究中心的研究团队在杂志《Cell》上的报道,科研人员才开始尝试利用仙台病毒制备无外源基因整合的蝙蝠(野生大马蹄蝠和大鼠耳蝠)iPS细胞。


a诱导载体pMaster12的示意图,其中包括8个重编程因子和正负筛选标记。b biPSCs的代表性图像;比例尺,1000 µm。c PCR结果显示biPSC-68和biPSC-70不含pMaster12的载体序列。GAPDH作为内参基因,pMaster12质粒作为阳性对照。d BEFs、transgene-biPSCs和transgene-free biPSCs基因表达的树状图聚类图。e 嵌合体制备示意图:transgene-free biPSCs在小鼠、猪和鸡中生成异种嵌合体的流程图。f D6.5蝙蝠/小鸡嵌合胚胎的头部/胸部GFP荧光的代表性图像。比例尺,1 mm。g D9.5蝙蝠/小鸡嵌合胚胎头部GFP荧光的代表性图像。比例尺,1 mm。h 出生后3天的蝙蝠/小鸡嵌合体大脑GFP的代表性图像。比例尺,1 mm。i 嵌合体小鸡(#1和#2)中蝙蝠mtDNA的定量检测结果。用蝙蝠和小鸡体细胞的梯度稀释样本作标准曲线。蓝线表示蝙蝠mtDNA检测水平(每10,000个小鸡细胞中有1个蝙蝠细胞)。j 蝙蝠/小鸡嵌合体(#2)头部的代表性免疫荧光染色图像。白色箭头指示同时表达GFP和神经类标记基因(GALBINDIN、HB9、CHAT、BRN3A、IRX3、S100β)的细胞。比例尺,50 μm。k 蝙蝠/小鼠嵌合胚胎中蝙蝠mtDNA的定量检测结果。蓝线表示蝙蝠mtDNA检测水平(每10,000个小鼠细胞中有1个蝙蝠细胞)。l biPSCs在小鼠胚胎中进行三胚层分化的代表性免疫荧光染色图。白色箭头指示同时表达GFP和三胚层标记基因(α-SMA、GATA4、SOX9)的细胞。比例尺,50 µm。m 蝙蝠/猪嵌合胚胎(E25)中蝙蝠mtDNA的定量检测结果。蓝线表示蝙蝠mtDNA检测水平(每10,000个猪细胞中有1个蝙蝠细胞)。n biPSCs在猪胚胎中进行三胚层分化的代表性免疫荧光染色图。白色箭头指示同时表达GFP和三胚层标记基因(α-SMA、GATA4、SOX9)的细胞。比例尺,50 µm。