对于家畜Formative PSCs,代表性的进展主要是猪、牛、羊原肠化前上胚层干细胞的建立
[13,17,22]。通过对家畜早期胚胎多能性变化和信号通路依赖性的分析发现,家畜Naïve多能性状态在胚胎发育过程中处于第一和第二次谱系分化急剧变化期。然而从上胚层建立到胚胎原肠化起始之间,存在3~4 d上胚胎谱系相对稳定的时期。在此期间,上胚层表达
NANOG、
SOX2、
POU5F1等核心多能性标记,并在信号通路上一方面依赖FGF/ERK、TGFβ/SMAD信号通路的持续表达,另一方面依赖于WNT信号通路的抑制,这为建立猪、牛、羊formative PSCs提供了时间窗口和体系筛选依据。由此建立了原肠化前上胚层干细胞(Pre-gastrulation epiblast stem cells, pgEpiSCs),在牛上称为牛上胚层干细胞(Bovine epiblast stem cells, bEpiSCs),在羊上称为羊形成态多能干细胞(Sheep formative pluripotent stem cells, sfPSCs),但均属于pgEpiSCs
[13,17,22]。猪、牛、羊pgEpiSCs均呈现穹顶状克隆特征,AP染色呈阳性,表达核心多能性转录因子
NANOG、SOX2、POU5F1,也表达SSEA1/4等多能性表面标记,这揭示了物种间Formative多能性保守的进化基础。在增殖能力方面,牛pgEpiSCs增殖能力最强,倍增时间约12 h,猪、羊pgEpiSCs倍增时间约14~16 h,三者的单细胞克隆效率约20%~30%。在分化能力方面,猪、牛、羊pgEpiSCs均具备完整三胚层分化潜能。在嵌合能力方面,GFP标记的sfPSCs可整合至嵌合体胎儿多组织,但贡献率较低;值得一提的是,以猪pgEpiSCs为供体细胞,成功获得了成活的多基因编辑克隆仔猪,体现了pgEpiSCs作为基因编辑工具细胞和核移植供体细胞的应用价值。在PGC诱导方面,猪牛pgEpiSCs均可诱导生成PGCLCs,羊的sfPSCs则需要进一步验证。