广东省农业科学院动物科学研究所家禽育种团队在国家肉鸡产业技术体系、国家自然科学基金等项目的资助下，在鸡原始生殖细胞技术研究方面取得新进展。近日，相关成果发表于《国际生物大分子杂志》（International Journal of Biological Macromolecules）。
原始生殖细胞是精子和卵子的前体。鸡是少数几个可以从发育中的胚胎分离出原始生殖细胞并在体外增殖的物种之一，而鸡原始生殖细胞是最理想的可以结合CRISPR系统开展基因组修饰鸟类模型研究的技术。目前基于鸡原始生殖细胞技术获得的基因修饰鸡可用于冷冻保种、精准育种和性别控制等，然而，由于鸡原始生殖细胞体外培养条件复杂，同一种培养条件在不同实验室或不同鸡品种的可重复性差，限制了其广泛应用。
研究人员对2种不同培养体系共5个样本开展单细胞转录组测序分析：一是，无血清无饲养层培养体系：在体外培养20天，取一个发育状态好的细胞系，以及一个开始出现死亡的细胞系；二是，有饲养层有血清培养体系：分别收集体外培养第5、70和200天的细胞。同时下载已发表的鸡原始生殖细胞单细胞测序数据4个：胚胎期第6和8天各2个，整合到一起进行分析。
研究人员通过分析鉴定出原始生殖细胞自我更新和多能性维持的核心细胞群，它们主要处于G1和S期，且已报道的原始生殖细胞自我更新关键信号通路TGF-β和Wnt在该类细胞群显著高表达，并首次发现Hippo、FoxO、AMPK和MAPK信号通路在该细胞群显著高表达。
研究人员通过添加与这些信号通路相关的小分子化合物来研究鸡原始生殖细胞体外扩增效率，结果表明小分子可以提高鸡原始生殖细胞体外扩增效率。同时，通过筛选和调整不同小分子组合，开发新的有饲养层有血清培养体系建系成功率达59%，建系所需时间约26天。
该研究成果提供了调控原始生殖细胞命运机制的宝贵见解，将有助于设计含有小分子的新培养基，并提高原始生殖细胞培养条件的可重复性，对家禽产业发展具有重要意义。
相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.139136
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