诱导性多能干细胞研究的新进展

主要讨论了iPSCs的研究现状与应用前景。通过转入特定基因诱导体细胞重编程成为多能干细胞(pluripoterlt stem cells,PSCs)的研究成果,不仅为体细胞重编程去分化机制的研究注入了新的活力,而且为疾病发生发展相关机制研究与特异_的细胞治疗,特别是再生医学带来新的曙光。这种方法相对容易操作,比较稳定,在生物学基础研究和临床应用方面都具有潜在的价值。诱导性多能干细胞

2 1 第4 01 年 6卷 第 3期

诱 导 性 多 能 干 细 胞 研 究 的新 进 展 陈 晓 瑛 苗 向 阳

王 建 民

谢 之 景

( 1中 国 农 业 科 学 院 北 京 畜 牧 兽 医 研 究 所 北 京 1 0 9 2山 东 农 业 大 学 动 物 科 技 学 院 山 东 泰 安 2 1 1 0 13 7 0 8)

摘 要 主 要 讨 论 了 iS P Cs的 研 究 现 状 与 应 用 前 景 。 通 过 转 入 特 定 基 因诱 导 体 细 胞 重 编 程

成 为 多 能 干 细 胞 (lr oets m e sP C ) 研 究 成 果 , 仅 为 体 细 胞 重 编 程 去 分 化 机 制 的 pui tn t cl , S s 的 p e l 不 研 究 注 入 了 新 的 活 力 , 且 为 疾 病 发 生 发 展 相 关 机 制 研 究 与 特 异 _ 细 胞 治 疗 , 别 是 再 生 医 学 而 的 特

带 来 新 的 曙 光 。这 种 方 法 相 对 容 易操 作 , 比较 稳 定 , 生 物 学基 础 研 究和 临床 应 用 方 面都 具有 在 潜在 的 价值 。 导 性 多 能干 细胞 ( S s 的 应 用将 是 十 分 有 益 的 , 创 建 人 类 疾 病 的 遗 传模 型 , 诱 i C) P 如 培 育 转 基 因动 物 用 于 器 官 移 植 , 善 动 物 生 产 性 状 和 抗 病 性 , 及 生 物 制 药 等 。 另 外 iS s的 改 以 PC 产 生 对 于 解 决 长 期 以 来 干 细 胞 研 究 领 域 的 伦 理 问 题 和 免 疫 排 斥 问 题 有 巨 大 的 意 义 , S s结 i C P 合 基 因 治 疗 和 细 胞 治 疗 的 成 果 已 经 应 用 到 了 动 物 疾 病 模 型 上 。然 而 , 目前 iS 技 术 要 应 用 于 P Cs l 还 有 很 多 工 作 要 做 临床 关 键 词 体 细 胞 重 编 程 诱 导 多 能 干 细 胞 前 景

中 国 图 书分 类 号 : Q1

文献 标 识 码 : A 和 患 者 的 痛 苦 ;并 可 用 于 研 究 组 织 功 能 和 筛 选 新 药 。 此 , S s的 研 究 取 得 了 极 大 地 发 展 , 逐 步 因 i C P 并 向疾 病 的 治疗 方 面 深 入 。 11 iS细 胞 的 获 得 . P 11 1 iS s的 重 编 程 机 制 成 体 细 胞 从 去 分 化 .. PC 到 重 编 程 为 iS s一 般 需 要 2 4周 的 时 间 ,是 一 PC ~

诱 导 性 多 能 干 细 胞 (n u e lr o n s m id c d pui t t t p e e cl , S s ,是 被 重 新 编 程 从 而 进 入 一 个 类 似 状 esi C ) l P 态 的成 年 细 胞 。科 学 家 让 普 通体 细胞 “ 始化 ” 初 , 使 其 具 备 干 细 胞 功 能 , 就 是 “P C ” iS s 有 这 iS s 。 P C 具 和胚 胎 干 细 胞 类 似 的功 能 。却 绕 开 了 胚 胎 干 细 胞 研 究 一 直 面 临 的伦 理 和法 律 等 诸 多 障 碍 ,在 医 疗 领 域 的应 用 前 景 非 常广 阔 。 1 iS s 的 研 究 现 状 P C 20 0 6年 8月 , aa ah 等 利 用 2 T k h si 4个 候 选 基

个 缓 慢 的过 程 。P C 诱 导 的本 质 是 使 终 末 分 化 的 iS s 细胞 重 新 获 得 多 能 干 细 胞 相 似 的 调 控 网 络 和 表 观 遗 传 学 特 征 ,这 可 通 过 外 源性 的转 录 因 子 和 小分

因的 c N D A序 列 ,通 过 试 验从 中 筛 选 出 4个 与胚 胎 干 细 胞 多 能 性 密 切 相 关 的 基 因 O t4 Sx 、 — c一 、 o2 c

子化合物 . 以及人 工 激 活 的信 号 转 导 通 路 来 实 现 。 E C 和 iS s的 研 究 价 值 主 要 在 于 它 们 的 自 S s PC 我 更 新 和 向三 胚层 细胞 分 化 的潜 能 , 此 系 统 、 因 全

M c和 K ,运 用 逆 转 录 病 毒 将 它 们 导 人 到 小 鼠 y 胚 胎 成纤 维 细胞 和 鼠尾 成 纤 维 细 胞 ,成 功 地 将 其 重 编 程 为 具 有 胚 胎 干 细 胞 fmb y nc s m e1 E e r o i t c l. S e

面 、 期 地 鉴 定 E C 和 iS细 胞 的 多 能 性 是 必 不 定 Ss P 可 少 的 , 保 证 实 验 顺 利 进 行 的 基 础 , 是 保 证 实 是 也

cl) 能 性 的 细 胞 , 其 称 为 诱 导 多 能 干 细 胞 f . e1多 将 i P

验结果准确 、 可靠 的基 础 。评 价 iS s 能性 的标 PC 多

S s 随后 , 界 各 地 不 同 科 学 家 陆续 利用 转 基 因 C) 世 方 法 进 行 了其 他 多 种 成 体 细 胞 的 iS s重 编 和 定 PC 向 分化 研 究 。 iS细 胞 与 “ 疗 性 克 隆 ” 比 , 需 要 卵 子 , P 治 相 不

准 很 多, : 态 学 标 准 鉴 定 , 志 分 子 的 鉴 定 , 如 形 标 全 基 因表 达 谱 以 及 D A 甲基 化 谱 的鉴 定 , 长 发 育 N 生

潜 能 以及 表 观 遗 传 学 特 征 等 。 因 为 iS s注 射 人 PC 胚细胞团后也能参与胚 胎发育, 与 E C 但 S s还 存 在

回避 了长 期 以来 的伦 理 争 议 ;对 设 备 和操 作 技 巧 的要 求 也 大 大 降 低 .其 用 于 治 疗 遗 传 和 退 行 性 疾 病 . 以 最 大 限 度 地 避 免 免 疫 排 斥 , 低 治 疗 成 本 可 降

较 大 的差 异 ,另 外 也 不 能 形 成 嵌 合 小 鼠 的生 殖 细 胞 …. 此 小 鼠 E C 因 S s和 iS s细 胞 均 需 要 二 倍 体 PC 嵌合 和四倍体嵌合 实验来证 明其发育 的多能性 。

基 金 项 目: 家高 技 术研 究 发 展 计 划 ( 6 周 8 3计 划 ) 助 项 目 ( 0 8 Al Zl O , 基 因 生 物新 品 种 培 育 科 技 重 大 专 项 ( 0 9 X0 0 8 资 2 0 A O 4 )转 20 Z 80 -

0 B.0 8 X 80 — 0 ) 国 家 自然 科 学 基 金 资 助 项 目(0 7 3 9 , 国农 业 科 学 院 创 新 基 金 资 助 项 目 (04院 一 ) 4 0 20Z 00803 , 3 5 13 ) 中 20 1 通 讯 作 者

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