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本期《In Vitro Cellular & Developmental Biology - Animal》特辑收录2025年体外生物学会议最新研究进展,聚焦植物基因编辑(CRISPR)、动物细胞模型构建及体外培养技术突破。研究人员通过单细胞测序、类器官培养等前沿技术,在作物抗逆性改良、疾病模型构建等领域取得重要突破,为农业生物技术和精准医疗提供新策略。
随着全球人口增长和气候变化加剧,农业生产面临严峻挑战,传统育种技术难以满足作物抗逆性和产量提升的需求。同时,在生物医学领域,疾病模型的构建和药物筛选效率亟待提高。在此背景下,体外生物学技术成为解决这些问题的关键突破口。2025年体外生物学会议论文集在《In Vitro Cellular & Developmental Biology - Animal》特刊中集中展示了该领域的最新进展,涵盖植物生物技术、动物细胞工程等多个方向。
研究人员主要运用了基因编辑技术(如CRISPR/Cas9)、体细胞胚胎发生、生物反应器大规模培养、单细胞RNA测序(scRNA-seq)以及类器官(organoid)构建等关键技术方法。部分研究还采用了来自临床患者样本的细胞系和田间试验的作物材料。
植物基因编辑与再生体系优化
通过优化CRISPR/Cas9系统在主要农作物(如水稻、玉米)中的递送效率,研究人员成功实现了多个抗病基因(如Xa23)的精准编辑。利用体细胞胚胎发生技术,建立了高频再生体系,将大豆、小麦等作物的遗传转化效率提升至80%以上。
细胞工程与疾病模型构建
在动物细胞领域,研究团队通过诱导多能干细胞(iPSC)技术构建了神经退行性疾病类器官模型。利用单细胞测序技术解析了细胞分化轨迹,发现Wnt/β-catenin信号通路在细胞命运决定中的关键作用。此外,通过生物反应器大规模培养技术,实现了人类肝脏类器官的扩增,为药物肝毒性测试提供了新平台。
病原体-宿主互作机制解析
针对柑橘黄龙病病原体(Candidatus Liberibacter asiaticus)与宿主的互作机制,研究人员利用体外培养系统筛选出多个潜在抗病靶点。通过转录组分析发现,病原体效应蛋白靶向植物茉莉酸(JA)信号通路,为抗病育种提供了新方向。
本研究通过整合多学科技术手段,在作物改良和疾病模型构建领域取得了系列突破。基因编辑技术的优化为精准育种提供了新工具,而类器官模型的发展则为人类疾病研究和药物筛选提供了更可靠的平台。这些成果不仅推动了基础科学问题的解决,也为农业可持续发展和精准医疗提供了技术支撑。未来研究需进一步关注技术应用的标准化和伦理规范问题。