不同病毒感染方法對山羊體細胞重編程效率的影響

宋輝 李卉 王鋒

摘要[目的]檢測2種病毒感染方法（懸浮感染和貼壁感染）對體細胞重編程效率的影響。[方法]采用慢病毒作為載體攜帶多能因子分別使用懸浮感染和貼壁感染2種方法感染正常山羊體細胞，統(tǒng)計克隆形成率。[結果] 懸浮感染和貼壁感染的平均克隆率分別為0.44‰和0.31‰，懸浮感染的效果要顯著地優(yōu)于貼壁感染。[結論]懸浮感染的方式更利于山羊成纖維細胞重編程。

關鍵詞誘導性多能干細胞;病毒;重編程效率

中圖分類號S852.65+4文獻標識碼A文章編號0517-6611（2017）32-0089-02

Effects of Different Virus Infection Methods on Reprogramming Efficiency of Goat Somatic Cells

SONG Hui1，2，LI Hui1，2，WANG Feng2*

（1.Key Laboratory of Fertility Preservation and Maintenance，Ningxia Medical University，Ministry of Education，Yinchuan ，Ningxia 750004;2.Jiangsu Engineering Technology Research Center of Meat Sheep & Goat Industry， Nanjing Agricultural University， Nanjing，Jiangsu 210095）

Abstract[Objective] To study the effect of two kinds of virus infection methods （suspension infection and adherent infection） on somatic cell reprogramming efficiency. [Methods] Lentivirus was used as carrier to carry the pluripotent factor. The somatic cells of normal goat were infected by suspension infection and adherent infection respectively. The colony formation rate was calculated. [Result] The average cloning rate of suspension infection and adherence infection was 0.44‰ and 0.31‰ respectively. The effect of suspension infection was significantly better than that of adherent infection. [Conclusion] The method of suspension infection is more suitable for reprogramming of goat fibroblasts.

Key wordsInduced pluripotent stem cells;Virus;Reprogramming efficiency

體細胞重編程方法主要包括：核移植、細胞融合和誘導性多能干細胞技術（induced pluripotent stem cells，iPSCs）[1]（圖 1），而目前最常用的方法是iPSCs技術。但是作為一個新技術仍然存在一些問題，例如重編程的效率低等。該技術從產(chǎn)生至今，盡管研究人員不斷對其進行優(yōu)化，Huang等[2]報道，不論是人類細胞還是小鼠細胞，不論使用2、3或4個因子進行誘導，VPA都可以有效地提高重編程的效率。VPA與腺病毒和質粒轉染的方法相結合，能否提高重編程的效率仍值得進一步探索。

最近的研究也已經(jīng)表明，在重編程過程中轉基因的表達只需要在開始的10～12 d[3-4]，表明游離病毒載體攜帶的外源轉錄因子已經(jīng)足夠重編程體細胞。因此，該研究嘗試在病毒感染的初期使用2種感染方法：懸浮感染和貼壁感染，檢測是否對體細胞重編程效率產(chǎn)生影響，從而為山羊成纖維細胞重編程提供指導。

1材料與方法

1.1主要試劑

DMEM培養(yǎng)基、DMEM/F12培養(yǎng)基、胎牛血清（FBS）、血清替代物（KSR）、非必需氨基酸（NEAA）、脂質體（Lipofectamine TM 2000）、胰蛋白酶、谷氨酰胺、β-巰基乙醇（β-ME）均購置于美國Life公司;絲裂霉素-C（MIT-C）購置于瑞士Roche公司;成纖維細胞生長因子（β-FGF）購置于美國Peprotech公司。

1.2方法

1.2.1懸浮感染。用胰酶消化羊耳成纖維細胞，用含有病毒感染液的培養(yǎng)液將細胞吹下。將細胞懸液鋪到事先準備好的飼養(yǎng)層上。24 h后將病毒感染液吸出，加入體細胞培養(yǎng)液。24 h后重復感染一次。4 d后，用胰酶消化病毒感染的羊耳成纖維細胞，按一定的比例鋪到事先準備好的飼養(yǎng)層上，每天換液，在第6天用ESCs培養(yǎng)基代替體細胞培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng)，直到出現(xiàn)克隆。

1.2.2貼壁感染 感染前，在6孔板的一個孔里鋪上羊耳成纖維細胞。待細胞匯合到80%時，加入病毒感染液感染（每孔的感染液為：每種病毒濃縮液按照1∶1∶1∶1的比例加入到1 mL體細胞培養(yǎng)液，混勻）。24 h后將病毒感染液吸出，加入體細胞培養(yǎng)液。24 h后重復感染一次。4 d后，用胰酶消化病毒感染的羊耳成纖維細胞，按一定的比例鋪到事先準備好的飼養(yǎng)層上，每天換液，在第6天用ESCs培養(yǎng)基代替體細胞培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng)，直到出現(xiàn)克隆。

2結果與分析

2.1病毒感染前后羊耳成纖維細胞的形態(tài)學觀察

圖 2A為原代培養(yǎng)的山羊成纖維細胞，中間夾雜著一些卵圓形的上皮細胞，經(jīng)過傳代即可除去混雜的上皮細胞，得到純度很高的成纖維細胞，在第2～3代進行病毒感染（圖 2B：F3代山羊成纖維細胞），圖 2C和圖 2D依次分別是經(jīng)過兩輪病毒貼壁感染和懸浮感染后的山羊成纖維細胞，由于病毒對細胞的損傷導致部分細胞出現(xiàn)凋亡現(xiàn)象。將病毒感染后的細胞使用胰酶消化后鋪到事前準備好的飼養(yǎng)層上繼續(xù)培養(yǎng)（圖 2E和圖 2F），不論是懸浮感染還是貼壁感染，一般都會在感染后12～15 d出現(xiàn)克隆（圖 2G和圖 2H，表 1）。

2.2不同病毒感染方式對克隆形成效率的影響

每種感染方式各做了5次重復試驗，每次感染1×105個細胞，懸浮感染和貼壁感染的平均克隆率分別為0.44‰和0.31‰，懸浮感染的效果要顯著地優(yōu)于貼壁感染，使用懸浮感染更利于山羊成纖維細胞重編程。

3結論與討論

體細胞重編程的過程中，一直面臨誘導效率過低的問題，影響因素很多，細胞本身的質量及個體差異對誘導結果會產(chǎn)生一定的影響，誘導后內(nèi)源基因表達的時間和克隆出現(xiàn)的時間都會存在一定差異，而其中病毒的用量非常重要，用量過大會對體細胞造成嚴重的傷害，用量過小不足以將體細胞重編程到需要的程度。因此，該試驗采用多次重復感染，并配合懸浮感染和貼壁感染2種方法，以期增加iPSCs形成的效率和質量。結果表明懸浮感染平均克隆率為0.44‰，而貼壁感染平均克隆率為0.31‰，懸浮感染的效果要顯著優(yōu)于貼壁感染，但是不論用哪種感染方法，對克隆出現(xiàn)的時間不會有太大的影響，一般是在誘導后12～15 d出現(xiàn)克隆。該研究用形態(tài)學標準篩選原代克隆進行擴增[5-6]，iPSCs已經(jīng)傳代超過20代，傳代細胞活力旺盛，凍存后快速復蘇，其復蘇后大部分細胞具有良好的細胞活力。

參考文獻

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