12月4日，國際學(xué)術(shù)期刊Journal of Molecular Cell Biology在線發(fā)表了中國科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心（生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所）李逸平研究組和李勁松研究組的合作研究成果 “Derivation of zebrafish heart-related haploid cells”。該研究建立了第一株斑馬魚倍性穩(wěn)定的單倍體胚胎細(xì)胞系。

　　哺乳動(dòng)物細(xì)胞大多以二倍體的形式存在，自然狀況下僅在配子細(xì)胞和極少數(shù)腫瘤細(xì)胞中存在單倍體細(xì)胞。2011年，Anton Wutz和E lling兩個(gè)團(tuán)隊(duì)通過激活小鼠卵母細(xì)胞孤雌發(fā)育，建立了小鼠孤雌單倍體胚胎干細(xì)胞系。2012年，中國科學(xué)院李勁松和周琪兩個(gè)團(tuán)隊(duì)分別通過核移植技術(shù)，成功建立小鼠孤雄單倍體胚胎干細(xì)胞系。哺乳動(dòng)物單倍體細(xì)胞系均存在二倍體化的現(xiàn)象，這與有絲分裂G2期阻滯后額外一次復(fù)制、有絲分裂滑移、M期細(xì)胞核分裂失敗或質(zhì)分裂失敗等相關(guān)。2009年，新加坡國立大學(xué)分離了第一個(gè)脊椎動(dòng)物的單倍體胚胎干細(xì)胞系——青鳉魚HES1，其基因組穩(wěn)定未發(fā)生二倍體化，這與哺乳動(dòng)物易于發(fā)生二倍體化不同，但后續(xù)沒有其他魚類單倍體細(xì)胞系的報(bào)道。

　　在該項(xiàng)研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)斑馬魚單倍體胚胎的倍性穩(wěn)定，而對單倍體胚胎細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)二倍體化的現(xiàn)象。通過優(yōu)化培養(yǎng)條件和篩選斑馬魚品系，該研究成功在斑馬魚中建立了第一株倍性穩(wěn)定的單倍體胚胎細(xì)胞系。通過體外培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，研究人員發(fā)現(xiàn)添加BMP4的培養(yǎng)條件更有利于單倍體細(xì)胞的生存，不同的斑馬魚轉(zhuǎn)基因品系在單倍體細(xì)胞的單倍性維持上也各有差異。通過單細(xì)胞測序分析，研究人員發(fā)現(xiàn)其所建立的細(xì)胞系高表達(dá)多個(gè)心臟相關(guān)標(biāo)志基因krt94、ltbp3、hand2、tgm2b、podxl和wt1b等。最后，研究人員通過對斑馬魚單倍體細(xì)胞系電轉(zhuǎn)CRISPR/Cas 9基因編輯RNP復(fù)合物實(shí)現(xiàn)了基因編輯。

　　斑馬魚與哺乳動(dòng)物單倍體細(xì)胞系一樣存在二倍體化的現(xiàn)象，由于哺乳動(dòng)物單倍體細(xì)胞二倍體化現(xiàn)象的機(jī)制還未完全闡明，仍然需要流式分選來維持單倍體狀態(tài)。而本研究中，研究人員通過培養(yǎng)條件和品系的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了斑馬魚單倍體細(xì)胞的穩(wěn)定培養(yǎng)，這是單倍體細(xì)胞培養(yǎng)的重要技術(shù)進(jìn)步。該成果有助于單倍體細(xì)胞倍性維持機(jī)制和二倍體化現(xiàn)象的探究，有助于推動(dòng)單倍體細(xì)胞的科研應(yīng)用。

　　分子細(xì)胞卓越中心李逸平研究員、李勁松研究員和李世峰副研究員為該論文的共同通訊作者。該項(xiàng)研究獲得科技部重點(diǎn)專項(xiàng)、上海市市級科技重大專項(xiàng)資助，以及分子細(xì)胞卓越中心斑馬魚技術(shù)平臺、GTP研發(fā)中心、果蠅資源與技術(shù)平臺等公共技術(shù)平臺的支持。

　　文章鏈接:?https://academic.oup.com/jmcb/advance-article/doi/10.1093/jmcb/mjad077/7458643?login=true

斑馬魚單倍體細(xì)胞系的建立