Question

干细胞技术在再生医学中具有广阔的应用前景。我国科学家利用胚胎干细胞通过靶向编辑单个长寿基因（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。请回答下列问题：

（1）胚胎干细胞可从______获取，在功能上具有的特点是______。

（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FOX0₃蛋白结构改变，使其磷酸化和降解过程受到抑制。这一研究属于______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

早期胚胎或原始性腺 具有发育的全能性 蛋白质工程 FOX03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 95%空气加5%CO2 定期更换培养液 分化诱导因子 基因的选择性表达

【解析】

哺乳动物的胚胎干细胞简称ES或EK细胞，来源于早期胚胎或从原始性腺中分离出来，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。ES细胞在饲养层细胞上或在添加抑制因子的培养液中，能够维持不分化的状态；在培养液中加入分化诱导因子，如牛黄酸、丁酰环腺苷酸等化学物质时，就可以诱导ES细胞向分化，这为揭示细胞分化和细胞凋亡机理提供了有效的手段。蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。

（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。

（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，使其磷酸化和降解过程受到抑制，从而使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；定期更换培养液是为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。