Question

【题目】干细胞技术在再生医学中具有广泛的应用前景。我国科学家利用胚胎干细胞通过靶向编辑单个能够助人长寿的某个基因（FOXO3）产生了世界上首例遗传增强的人类血管细胞。这些血管细胞与野生型血管细胞相比，能延缓细胞衰老和增强心血管稳态。请回答：

（1）哺乳动物的胚胎干细胞是由________中分离出来的一类细胞，这类细胞在饲养层细胞上培养时，能够维持_________状态，为科学研究提供良好素材。

（2）研究人员利用基因编辑技术置换了人类胚胎干细胞中FOXO3，基因的两个核苷酸，从而使FOXO3控制的物质发生改变，使其磷酸化和降解过程受到抑制。这一研究属于__________工程的范畴；由此推断经过基因编辑的胚胎干细胞能延缓衰老的直接原因最可能是_________________________________________。

（3）胚胎干细胞在培养时除了必须的营养条件外，还需要的气体环境是___________；为防止代谢产物对细胞造成危害，应采取的措施是______________________。

（4）研究人员在培养液中加入___________，可以诱导胚胎干细胞形成不同的血管细胞，这一过程的实质是____________。

Answer 1

【答案】早期胚胎或原始性腺 可以增殖而不发生分化（不分化） 蛋白质 细胞中FOXO3蛋白的磷酸化和降解受到了抑制，发挥作用的时间延长 95%的空气和5%的二氧化碳 定期更换培养液 分化诱导因子 基因的选择性表达

【解析】

1、胚胎干细胞的特点：有胚胎细胞的特性，在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上，具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。

2、动物培养条件：

（1）无菌、无毒的环境：①消毒、灭菌；②添加一定量的抗生素；③定期更换培养液，以清除代谢废物。

（2）营养物质：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，还需加入血清、血浆等天然物质。

（3）温度和pH。

（4）气体环境：95%空气（细胞代谢必需的）和5%的CO2（维持培养液的pH）。

（1）胚胎干细胞可从早期胚胎或原始性腺获取，功能上具有具有发育的全能性。这类细胞在饲养层细胞上培养时，能够维持不分化状态，为科学研究提供了良好素材。

（2）利用基因编辑技术置换了人类胚胎干细胞中FOXO3基因的两个核苷酸，从而使FOXO3蛋白结构改变，即改变基因使得蛋白质结构发生改变，属于蛋白质工程；经过基因编辑的胚胎干细胞能延缓衰老的直接原因最可能是细胞中FOXO3蛋白结构改变磷酸化和降解过程受到抑制，发挥作用的时间延长。

（3）培养胚胎干细胞需要的气体环境是95%空气加5%CO2；定期更换培养液可防止代谢产物对细胞造成危害。

（4）在培养液中加入分化诱导因子，可以诱导胚胎干细胞形成不同的血管细胞，细胞分化的实质是基因的选择性表达。