2024年9月20日，成都大熊猫繁育研究基地联合中国科学院广州生物医药与健康研究院在Science advances期刊在线发表题为“Generation and Characterization of Giant Panda Induced Pluripotent Stem Cells”的最新研究成果。该研究利用重编程技术首次成功建立了大熊猫皮肤成纤维细胞来源的诱导多能干细胞系(iPSCs)，并通过多维度分析揭示了其独特的分子特征及其在物种保护、疾病模型构建及再生医学中的潜在应用价值。
大熊猫是中国特有物种，也是中国“国宝”，因其独特的生态地位和种群状况，一直受到全球科学界的广泛关注。为了更有效地开发和利用大熊猫遗传资源并探索其生物学奥秘，科研人员已经分离和保存了包括精原干细胞、成纤维细胞、间充质干细胞等多种细胞。但是，已经分离获得的这些细胞在增殖、分化以及应用方面有着诸多限制。科研人员亟需获得在增殖、发育和应用方面更加具有潜力的细胞来开展大熊猫的保护和科研工作。
在此项研究中，研究团队成功地利用分离的大熊猫皮肤成纤维细胞重编程获得了iPSCs。这些干细胞不仅在体外培养条件下能够稳定增殖并保持其多能性，还能在体内和体外分化条件下，产生不同类型的三胚层细胞，表现出强大的发育潜力。通过测序技术和生物信息学分析，研究团队对大熊猫iPSCs的转录组、表观遗传进行了全面解析。结果显示，大熊猫iPSCs在具有始发态干细胞基本特征外，还具有一系列与其他物种不同的独特基因表达模式。同时，研究团队还对大熊猫iPSCs的体外维持条件进行了进一步的研究，开发了大熊猫iPSCs维持特异性培养条件并发现了其独特信号调控网络。大熊猫iPSCs一系列特征不仅反映了大熊猫在进化过程中的独特性，也为研究其物种特异性保护策略和后续研究提供了宝贵的线索。
此次大熊猫多能干细胞研究的突破性进展，不仅丰富了我们对大熊猫生物学特性的认识，也为深入研究大熊猫的胚胎发育和细胞分化机制提供了理想的细胞模型。未来，随着研究的不断深入和技术的不断进步，大熊猫iPSCs将在物种保护、疾病治疗和组织再生等方面发挥更加重要的作用。
中国科学院广州生物医药与健康研究院刘晶研究员、成都大熊猫繁育研究基地侯蓉研究员和中国科学院广州生物医药与健康研究院王鲁勤助理研究员为论文共同通讯作者。成都大熊猫繁育研究基地刘玉良研究员、中国科学院广州生物医药与健康研究院博士研究生张世豪为论文的共同第一作者。
本研究得到了国家重点研发计划、国家林业和草原局、成都大熊猫繁育研究基金、国家自然科学基金、四川省自然科学基金和广东省基础与应用基础研究基金的资助。
图 大熊猫iPSCs的建立、鉴定和体外维持培养信号网络
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