文献阅读——从小鼠胚胎和成年纤维细胞培养多功能干细胞的诱导由因子决定
高中生物选择性必修三 学习笔记 第2章 第2节 第1课时 动物细胞培养
第2节动物细胞工程第1课时动物细胞培养[学习目标] 1.阐明动物细胞培养的条件和过程。
2.简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用价值。
一、动物细胞培养的条件和过程1．动物细胞工程(1)常用技术：动物细胞培养、________________和________________等。
(2)基础：________________。
2．动物细胞培养(1)概念：从动物体中取出相关的组织，将它分散成________，然后在适宜的培养条件下，让这些细胞__________和__________的技术。
(2)培养条件①营养a．合成培养基：将细胞所需的________(糖类、氨基酸、无机盐、维生素等)按________和_____ ________严格配制而成的培养基。
b．天然成分：使用合成培养基时，通常需要加入________等一些天然成分，原因是__________ _________________________。
c．培养动物细胞一般使用______________，也称为________。
②无菌、无毒的环境a．对培养液和所有培养用具进行________处理。
b．在________环境下进行操作。
c．培养液需定期________，以便清除________，防止细胞代谢物________对细胞自身造成危害。
③温度、pH和渗透压a．温度：以36.5 ℃±0.5 ℃为宜。
b．pH：以pH为________为宜。
c．适宜的渗透压。
④气体环境a．组成：动物细胞培养所需气体主要有________和________。
b．不同气体的作用O2：________________________。
CO2：________________________。
c．培养容器：通常采用________或________。
d．培养仪器：含有________________的混合气体的____________。
(3)培养过程①②过程(4)相关概念①细胞贴壁：悬液中分散的细胞往往______在培养瓶的瓶壁上。
细胞名词解释
细胞名词解释1.愈伤组织：原意是指植物体的局部受创伤刺激后，在其伤⼝表⾯新⽣的⼀团薄壁细胞。
在组织培养中是指在⼈⼯培养基上由已经分化的外植体的细胞重新分裂⽣长⽽形成的⼀团⽆特定形状、⽆序⽣长的薄壁细胞。
在⼀定条件下离体状态的植物组织中已经分化并停⽌⽣长的细胞重新分裂⽣长所形成的⽆组织结构的细胞团。
2.外植体：指植物组织培养中作为培养材料的离体组织块离体器官或离体细胞。
3.胚状体：由外植体或愈伤组织产⽣的与正常受精卵发育成的胚相类似的胚胎状结构。
据来源分为体细胞胚与⽣殖细胞胚。
4.极性：⾼等植物均具⼀主轴，各器官沿此主轴有顺序的进⾏⽣长分化。
主轴的⾸尾两端在⽣理形态上都有着明显差异，通常⾸段⽣芽尾端长根（形态学上端下端）这种现象叫极性。
5.植株再⽣：指通过组织培养技术将植物的细胞、组织、器官等培养成完整植株的过程。
6.形态发⽣（形态建成）：指⽣物个体发育或再⽣过程中⽣物体及其器官的形态结构的形成过程。
7.试管苗：指在⽆菌离体条件下的⼈⼯培养基上对植物细胞、组织或器官进⾏培养所获得的再⽣植株。
8.玻璃苗：指外表呈玻璃状，幼茎、叶⽚呈现半透明⽔渍状态的畸形试管植物。
9.体细胞⽆性系：指由同⼀个外植体反复进⾏继代培养后得到的⼀系列后代。
在细胞培养中，由单细胞形成的后代叫但细胞⽆性系。
10.培养基：⽤于满⾜植物正常发育所需各种营养物质的总和。
11.初代培养：指从植物体上分离外植体进⾏的第⼀次培养。
12.继代培养：将初代培养的培养物（愈伤组织、芽等）重新切割转移到新的培养基上继续扩⼤培养的过程。
13.固体培养：指加⼊琼脂等固化剂使培养基呈固体状态所进⾏的培养。
14.液体培养：指不加Agar等固化剂使培养基呈液体状态所进⾏的培养。
U11、细胞⼯程：按照⼀定的设计⽅案，通过在细胞、亚细胞或组织⽔平上进⾏实验操作，获得重构的细胞、组织、器官以及个体，创造优良品种和产品的综合性⽣物⼯程。
2、摇床：常⽤来进⾏细胞悬浮培养，可根据震荡⽅式分为⽔平往复式和回旋式两种，震荡速度因培养材料和培养⽬的的不同⽽不同，常⽤的震荡速度为100r/min.3、培养瓶：⼀般的植物组织和细胞培养常⽤玻璃三⾓瓶、试管、各种⼤⼩的⼴⼝玻璃瓶时，有时甚⾄⽜奶瓶和罐头瓶也都可以利⽤，特别是在进⾏快速繁殖时更常⽤造价较低的培养器⽫。
关于干细胞的考题
1.下列哪种细胞通常被认为是具有自我更新能力和多向分化潜能的干细胞？A.成熟的红细胞B.胚胎干细胞C.神经元细胞D.心肌细胞2.胚胎干细胞在体外培养时，维持其未分化状态的关键生长因子是？A.EGF（表皮生长因子）B.FGF（成纤维细胞生长因子）C.TGF-β（转化生长因子-β）D.LIF（白血病抑制因子）及bFGF（碱性成纤维细胞生长因子）3.成体干细胞主要存在于人体的哪些部位？（多选）A.骨髓B.大脑C.皮肤D.肝脏E.肌肉4.下列关于诱导多能干细胞（iPS细胞）的描述，正确的是？A.无需基因操作即可直接从体细胞获得B.保留了原始体细胞的遗传特性但失去了分化能力C.通过导入特定的重编程因子使体细胞获得类似胚胎干细胞的特性D.临床应用广泛，无伦理争议5.干细胞在再生医学中的应用不包括？A.修复受损的心脏组织B.治疗帕金森病等神经退行性疾病C.替代已衰竭的胰岛细胞治疗糖尿病D.直接用于癌症的根治性治疗6.造血干细胞移植主要用于治疗哪种类型的疾病？A.先天性心脏病B.自身免疫性疾病C.血液系统恶性肿瘤及遗传性疾病D.神经系统损伤7.下列哪种细胞不属于间充质干细胞（MSCs）的来源？A.骨髓B.脂肪组织C.脐带血D.胎盘组织8.干细胞在体外培养过程中，为保持其增殖能力和分化潜能，通常需要哪种条件？A.高浓度血清培养B.缺氧环境C.严格控制的无菌条件及适宜的温度、pH值D.使用抑制细胞分化的化学物质9.胚胎干细胞向特定细胞类型分化的过程称为？A.定向分化B.去分化C.转分化D.自我更新10.干细胞研究面临的主要伦理问题包括哪些？（多选）A.胚胎来源的伦理争议B.个体基因信息的隐私保护C.干细胞治疗的安全性和有效性评估D.干细胞治疗后的长期随访和监管E.干细胞研究成果的商业化利用。
多功能干细胞诱导心肌细胞原理
多功能干细胞诱导心肌细胞原理
以下是一般的诱导过程原理：
1. 多功能干细胞的选择和培养：通常使用胚胎干细胞（Embryonic stem cells，ESCs）或诱导多能干细胞（Induced pluripotent stem cells，iPSCs）作为起始细胞。
这些细胞在适当的培养条件下进行培养和扩增。
2. 诱导心肌细胞分化：通过特定的诱导方法，如化学物质、细胞因子或基因调控等，来促使多功能干细胞向心肌细胞方向分化。
3. 心肌特异性基因表达：诱导过程中，心肌细胞相关的基因会被激活并表达，这些基因包括心肌收缩蛋白基因（如alpha-actinin、myosin 等）以及其他心肌特异性基因。
4. 细胞信号通路调控：诱导心肌细胞分化涉及多个细胞信号通路的调控，如Wnt/β-catenin 通路、BMP 信号通路等。
这些信号通路的激活或抑制对心肌细胞的分化和成熟起到关键作用。
5. 心肌细胞的成熟和功能：诱导分化的心肌细胞会逐渐表现出心肌细胞的特征，如自发性收缩、钙离子调控和电生理特性等。
胚胎发育中的细胞分化
基因印记
PGCs进入生殖嵴后的细胞分裂
小 鼠 的 PGCs 在 10.5dpc 进 入 生 殖 嵴 ， 而后其细胞周期在雌雄之间出现很大差 异 。 在 卵 巢 原 基 中 ， PGCs 继 续 进 行 有 丝分裂，并且在13.5dpc进入减数分裂I （ 此 时 PGCs 实 际 上 已 经 分 化 为 初 级 卵 母细胞），经历细、偶和粗线期，进入 双线期。胚胎出生后，初级卵母细胞进 入终变期，直到性成熟后，才依次完成 减数分裂I，进入减数分裂II，并停留在 中期。这时卵子从卵巢排出，受精后减 数分裂II完成，排出极体，成为受精卵。
细胞之间 细胞的位置 环境因素
信号分子及 其浓度梯度
细胞分化
细胞的“记忆”与决定
细胞分化的共性之二： 胚胎细胞，尤其是后口动物胚胎细胞的分化过程
中，尽管细胞分化的最终命运大相径庭，但对分化， 尤其是早期分化起主要调控作用的都是少数几种相同 的信号途径，它们按照极其相似的方式调控发育过程。
胚胎发育过程中决定细胞分化的主要信号分子： FGF、TGF-β（BMP）、Wnt、RA、Shh
的表达，促使细胞进入减数分裂。生精小管外周的肌样细胞在此时表达Cyp26基因，降解外 界的RA信号，保证生殖细胞的分化不受其他体细胞的影响。
PGCs本身在生殖细胞分化中的作用
虽然PGCs的减数分裂依赖于周围的体细胞，但有功能的生殖细胞 的最终形成，也依赖于细胞本身。
将XY的PGCs移入XX小鼠的生殖嵴或反过来进行移植，生殖细胞的 减数分裂虽然依照性腺体细胞来进行，但细胞在进入粗线期之前就凋 亡殆尽了，无法形成有功能的性细胞；
细胞分化：在个体发育中，由一种相同的细胞类型 经细胞分裂后逐渐在形态、结构和功能上形成稳定 性差异，产生不同的细胞类群的过程称为细胞分化 （cell differentiation）。
干细胞的基础知识
干细胞的基础知识干细胞的基础知识干细胞的概念干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞。
它包括胚胎干细胞和成体干细胞。
干细胞的发育受多种内在机制和微环境因素的影响。
目前人类胚胎干细胞已可成功地在体外培养。
最新研究发现，成体干细胞可以横向分化为其他类型的细胞和组织，为干细胞的广泛应用提供了基础。
在胚胎的发生发育中，单个受精卵可以分裂发育为多细胞的组织或器官。
在成年动物中，正常的生理代谢或病理损伤也会引起组织或器官的修复再生。
胚胎的分化形成和成年组织的再生是干细胞进一步分化的结果。
胚胎干细胞是全能的，具有分化为几乎全部组织和器官的能力。
而成年组织或器官内的干细胞一般认为具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织。
然而，这个观点目前受到了挑战。
最新的研究表明，组织特异性干细胞同样具有分化成其他细胞或组织的潜能，这为干细胞的应用开创了更广泛的空间。
干细胞具有自我更新能力（Self-renewing），能够产生高度分化的功能细胞。
干细胞按照生存阶段分为胚胎干细胞和成体干细胞。
1.1 胚胎干细胞胚胎干细胞（Embryonic Stem cell, ES细胞）当受精卵分裂发育成囊胚时，内层细胞团（Inner Cell Mass）的细胞即为胚胎干细胞。
胚胎干细胞具有全能性，可以自我更新并具有分化为体内所有组织的能力。
早在1970年Martin Evans已从小鼠中分离出胚胎干细胞并在体外进行培养。
而人的胚胎干细胞的体外培养直到最近才获得成功。
进一步说，胚胎干细胞（ES细胞）是一种高度未分化细胞。
它具有发育的全能性，能分化出成体动物的所有组织和器官，包括生殖细胞。
研究和利用ES细胞是当前生物工程领域的核心问题之一。
ES细胞的研究可追溯到上世纪五十年代，由于畸胎瘤干细胞（EC细胞）的发现开始了ES细胞的生物学研究历程。
目前许多研究工作都是以小鼠ES细胞为研究对象展开的，如：德美医学小组在去年成功的向试验鼠体内移植了由ES细胞培养出的神经胶质细胞。
2022-2023学年四川省眉山市仁寿一中南校区高考生物考前最后一卷预测卷含解析
2023年高考生物模拟试卷注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、选择题(本大题共7小题,每小题6分,共42分。
)1．图是某同学绘制的单克隆抗体制备过程及原理图，其中抗原决定簇是指抗原表面或内部能决定抗原性的基团，骨髓瘤细胞是一种营养缺陷型细胞。
有关叙述错误的是（）A．动物免疫的原理是一种抗原诱导形成一种浆细胞B．选用营养缺陷型骨髓瘤细胞有利于筛选杂交瘤细胞C．细胞融合也可能发生在不同类型淋巴细胞之间D．a融合杂交瘤细胞克隆化培养的原理是细胞增殖2．肾上腺素对肝细胞的调节过程如图所示，下列关于肾上腺素的叙述，正确的是A．肾上腺素与肝细胞膜上的糖蛋白结合后，直接参与细胞中肝糖原的分解B．肝糖原分解过程中不需要消耗ATP，腺苷酸环化酶可以催化一系列酶促反应C．肾上腺素随着体液定向运输到靶细胞发挥作用3．下列关于生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质鉴定实验的叙述，正确的是A．可溶性还原糖、蛋白质的鉴定，可用酒精灯直接加热B．脂肪鉴定的操作步骤依次是切片→制片→染色→洗去浮色→观察C．苏丹Ⅲ染液可将脂肪颗粒染成橘黄色D．常用番茄、苹果等作为鉴定植物组织内还原糖的实验材料4．下列有关“制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片”实验的叙述，正确的A．解离的目的是使染色体离开细胞核B．漂洗的目的是洗去染色剂，避免染色过度C．使用龙胆紫溶液的目的是使染色体着色D．盖好盖玻片后压片的目的是使染色体分散开5．蛋白质和核酸是组成细胞的两种重要化合物，下列有关叙述正确的是（）A．高尔基体的组成成分有rRNA和蛋白质B．染色体主要由核糖核酸与蛋白质组成C．同一生物不同体细胞中核酸和蛋白质相同D．通过转录和翻译，DNA控制蛋白质的合成6．下列有关颤藻细胞的叙述，错误的是（）A．含有与光合作用有关的酶和色素B．生命活动所需能量主要来自线粒体C．在核糖体中合成蛋白质D．既含有DNA又含有RNA7．消毒和灭菌是微生物培养中常用的操作方法。
cxcr2基因修饰小鼠骨髓间充质干细胞的构建与鉴定
基金项目:国家自然科学基金项目(８１８７１６９７)作者简介:张莉(１９９１－)ꎬ女ꎬ硕士研究生ꎬ主要研究重症机制及防治研究ꎮ通信作者:雷迎峰ꎬ副教授ꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｙｆｌｅｉ＠ｆｍｍｕ.ｅｄｕ.ｃｎꎻ侯立朝ꎬ博士生导师ꎬ教授ꎬＥ￣ｍａｉｌ:４５２７８４３６＠ｑｑ.ｃｏｍ 论㊀著ｃｘｃｒ２基因修饰小鼠骨髓间充质干细胞的构建与鉴定张莉１ꎬ刘永飞２ꎬ叶传涛３ꎬ边培育３ꎬ雷迎峰４ꎬ侯立朝１１.空军军医大学西京医院麻醉与围术期医学科ꎬ陕西西安７１００３２２.空军军医大学唐都医院麻醉科ꎬ陕西西安７１００３８３.空军军医大学唐都医院传染科ꎬ陕西西安７１００３８４.空军军医大学微生物学教研室ꎬ陕西西安７１００３２摘要:目的㊀构建小鼠ＣＸＣ型趋化因子受体２(ＣＸＣＲ２)基因ｃｘｃｒ２过表达的骨髓间充质干细胞(Ｂｏｎｅｍａｒｒｏｗｍｅｓ￣ｅｎｃｈｙｍａｌｓｔｅｍｃｅｌｌꎬＢＭＳＣ)并进行鉴定ꎮ方法㊀全骨髓贴壁法分离培养小鼠ＢＭＳＣꎬ采用流式细胞术检测干细胞抗原１(ｓｔｅｍｃｅｌｌａｎｔｉｇｅｎ￣１ꎬＳＣＡ￣１)㊁ＣＤ４４㊁ＣＤ４３㊁ＣＤ４５㊁ＩＡ/ＩＥ表达率ꎬ并诱导成骨分化ꎮ以含有小鼠ｃｘｃｒ２的质粒为模版进行ＰＣＲ扩增ꎬ将获得的ｃｘｃｒ２克隆到慢病毒载体ꎬ命名为ｐＬｅｎｔｉ￣ｃｘｃｒ２￣ＧＺꎻ将其与慢病毒包装质粒共转染ＨＥＫ￣２９３Ｔ细胞ꎬ收获慢病毒后ꎬ通过离心法感染ＢＭＳＣꎬ经过１μｇ/ｍＬｚｅｏｃｉｎ压力选择建立了稳定表达ＣＸＣＲ２的小鼠ＢＭＳＣ(ＣＸＣＲ２￣ＢＭＳＣ)ꎮ采用流式细胞术和ＲＴ￣ＰＣＲ分别检测其ＣＸＣＲ２蛋白和ｍＲＮＡ表达水平ꎬＴｒａｎｓｗｅｌｌ趋化实验检测其迁移能力ꎮ结果㊀９０％以上的第３代ＢＭＳＣ表达ＣＤ４４㊁ＳＣＡ￣１ꎬ几乎不表达ＩＡ/ＩＥ㊁ＣＤ３４㊁ＣＤ４５ꎬ且成功诱导成骨分化ꎮ菌液ＰＣＲ㊁质粒双酶切后ꎬ琼脂糖凝胶电泳鉴定结果得到特异㊁大小正确的条带及测序鉴定正确ꎬ表明成功构建了ｐＬｅｎｔｉ￣ｃｘｃｒ２￣ＧＺ表达质粒ꎮ流式细胞术和ＲＴ￣ＰＣＲ结果显示ꎬＣＸＣＲ２￣ＢＭＳＣ的ＣＸＣＲ２蛋白和ｍＲＮＡ表达水平均明显高于对照组ＢＭＳＣꎬ差异有统计学意义(Ｐ<０.００１)ꎮＴｒａｎｓｗｅｌｌ结果显示ꎬＣＸＣＲ２￣ＢＭＳＣ迁移能力高于对照组ＢＭＳＣꎬ差异有统计学意义(Ｐ<０.０１)ꎮ结论㊀利用慢病毒系统成功构建了稳定表达ＣＸＣＲ２的ＢＭ￣ＳＣꎬｃｘｃｒ２基因修饰ＢＭＳＣ后可明显增加ＢＭＳＣ的迁移能力ꎮ关键字:ＣＸＣ型趋化因子受体２ꎻ小鼠ꎻ骨髓间充质干细胞ꎻ细胞迁移中图分类号:Ｒ７８文献标志码:Ａ文章编号:１００５￣５６７３(２０１９)０１￣００１９￣０７ＤＯＩ:１０.１３３０９/ｊ.ｃｎｋｉ.ｐｍｉ.２０１９.０１.００４Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｃｘｃｒ２ｇｅｎｅｉｎｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｏｕｓｅｂｏｎｅｍａｒｒｏｗｍｅｓｅｎｃｈｙｍａｌｓｔｅｍｃｅｌｌｓＺＨＡＮＧＬｉ∗ꎬＬＩＵＹｏｎｇ￣ｆｅｉꎬＹＥＣｈｕａｎ￣ｔａｏꎬＢｉａｎＰｅｉ￣ｙｕꎬＬＥＩＹｉｎｇ￣ｆｅｎｇꎬＨＯＵＬｉ￣ｃｈａｏ∗ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＡｎｅｓｔｈｅｓｉｏｌｏｇｙꎬＸｉｊｉｎｇＨｏｓｐｉｔａｌꎬＡｉｒＦｏｒｃｅＭｉｌｉｔａｒｙＭｅｄｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＸｉ'ａｎ７１００３２ꎬＳｈａａｎｘｉＰｒｏｖｉｎｃｅꎬＣｈｉｎａＣｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ:ＬＥＩＹｉｎｇ￣ｆｅｎｇꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｙｆｌｅｉ＠ｆｍｍｕ.ｅｄｕ.ｃｎꎻＨＯＵＬｉ￣ｃｈａｏꎬＥ￣ｍａｉｌ:４５２７８４３６＠ｑｑ.ｃｏｍＡｂｓｔｒａｃｔ:Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ㊀Ｔｏｃｏｎｓｔｒｕｃｔａｎｄｉｄｅｎｔｉｆｙｔｈｅｂｏｎｅｍａｒｒｏｗｍｅｓｅｎｃｈｙｍａｌｓｔｅｍｃｅｌｌｓ(ＢＭＳＣ)ｗｉｔｈｏｖｅｒｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆｍｏｕｓｅｃｈｅｍｏｋｉｎｅｒｅｃｅｐｔｏｒｃｘｃｒ２ｇｅｎｅ.Ｍｅｔｈｏｄｓ㊀ＢＭＳＣｗｅｒｅｉｓｏｌａｔｅｄａｎｄｃｕｌｔｕｒｅｄｂｙｗｈｏｌｅｂｏｎｅｍａｒｒｏｗａｄｈｅｒｅｎｔｍｅｔｈ￣ｏｄꎬａｎｄｔｈｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｒａｔｅｓｏｆｓｔｅｍｃｅｌｌａｎｔｉｇｅｎ１(ＳＣＡ￣１)ꎬＣＤ４４ꎬＣＤ４３ꎬＣＤ４５ꎬＩＡ/ＩＥｗｅｒｅｄｅｔｅｃｔｅｄｂｙｆｌｏｗｃｙｔｏｍｅ￣ｔｒｙꎬａｎｄｔｈｅｏｓｔｅｏｇｅｎｉｃｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎｗａｓｉｎｄｕｃｅｄ.Ｔｈｅｃｘｃｒ２ｃＤＮＡｗａｓａｍｐｌｉｆｉｅｄꎬａｎｄｔｈｅｒｅｃｏｍｂｉｎａｎｔｌｅｎｔｉｖｉｒａｌｖｅｃｔｏｒｏｆｔｈｅｏｖｅｒｅｘｐｒｅｓｓｅｄｍｏｕｓｅｃｘｃｒ２ｇｅｎｅｗａｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄꎬａｎｄｎａｍｅｄａｓｐＬｅｎｔｉ￣ｃｘｃｒ２￣ＧＺ.ＨＥＫ￣２９３Ｔｃｅｌｌｓｗｅｒｅｃｏ￣ｔｒａｎｓｆｅｃｔｅｄｗｉｔｈｌｅｎｔｉｖｉｒａｌｐａｃｋａｇｉｎｇｐｌａｓｍｉｄｓａｎｄｐＬｅｎｔｉ￣ｃｘｃｒ２￣ＧＺ.ＴｈｅＣＸＣＲ２￣ＢＭＳＣｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｔｈｒｏｕｇｈｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌｉｎｆｅｃｔｉｏｎｏｆＢＭＳＣｗｉｔｈｐＬｅｎｔｉ￣ｃｘｃｒ２￣ＧＺｖｉｒｕｓ.ＣＸＣＲ２ｐｒｏｔｅｉｎａｎｄｍＲＮＡｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｗｅｒｅｄｅｔｅｃｔｅｄｂｙｆｌｏｗｃｙｔｏｍｅｔｒｙａｎｄＲＴ￣ＰＣＲ.Ｔｈｅｍｉ￣ｇｒａｔｉｏｎａｂｉｌｉｔｙｏｆＣＸＣＲ２￣ＢＭＳＣｗａｓｔｅｓｔｅｄｂｙＴｒａｎｓｗｅｌｌｅｘｐｅｒｉ￣ｍｅｎｔ.Ｒｅｓｕｌｔｓ㊀ＣＤ４４ａｎｄＳＣＡ￣１ｗｅｒｅｅｘｐｒｅｓｓｅｄｂｙｏｖｅｒ９０％ｏｆｔｈｅｔｈｉｒｄｇｅｎｅｒａｔｉｏｎＢＭＳＣｃｅｌｌｓꎬｂｕｔＩＡ/ＩＥꎬＣＤ３４ａｎｄＣＤ４５ｈａｒｄｌｙｅｘｐｒｅｓｓｅｄꎬａｎｄｏｓｔｅｏｇｅｎｉｃｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎｗａｓｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙｉｎｄｕｃｅｄ.ＡｆｔｅｒＰＣＲａｎｄｄｏｕｂｌｅｅｎｚｙｍｅｄｉｇｅｓｔｉｏｎｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎꎬｔｈｅａｇａｒｏｓｅｇｅｌｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｂａｎｄｓｗｅｒｅｓｐｅｃｉｆｉｃａｎｄｃｏｒｒｅｃｔ.ＴｈｅｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇｗａｓｉｄｅｎｔｉｃａｌꎬｉｎｄｉｃａｔｉｎｇｔｈａｔｔｈｅｐＬｅｎｔｉ￣ｃｘｃｒ２￣ＧＺｐｌａｓｍｉｄｗａｓｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙｃｏｎｓｔｒｕｃ￣ｔｅｄ.ＦｌｏｗｃｙｔｏｍｅｔｒｙａｎｄＲＴ￣ＰＣＲａｎａｌｙｓｉｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｌｅｖｅｌｓｏｆＣＸＣＲ２ｐｒｏｔｅｉｎａｎｄｍＲＮＡｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｎｏｒｍａｌｃｏｎｔｒｏｌＢＭＳＣ.ＴｈｅｔｒａｎｓｗｅｌｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｍｉｇｒａｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙｏｆＣＸＣＲ２￣ＢＭＳＣｗａｓａｐｐａｒｅｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｎｏｒｍａｌｃｏｎｔｒｏｌＢＭＳＣ(Ｐ<０.００１).Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ㊀ＴｈｅＢＭＳＣｓｓｔａｂｌｙｅｘｐｒｅｓｓｉｎｇＣＸＣＲ２ｗｅｒｅｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇｌｅｎｔｉｖｉｒａｌｓｙｓｔｅｍ.Ｔｈｅｏｖｅｒｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆｃｘｃｒ２ｃａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｍｉｇｒａｔｉｏｎａｂｉｌｉ￣ｔｙｏｆＢＭＳＣ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ＣＸＣｃｈｅｍｏｋｉｎｅｒｅｃｅｐｔｏｒ２(ＣＸＣＲ２)ꎻＭｏｕｓｅꎻＢｏｎｅｍａｒｒｏｗｍｅｓｅｎｃｈｙｍａｌｓｔｅｍｃｅｌｌｓ(ＢＭＳＣ)ꎻＣｅｌｌｍｉｇｒａ￣ｔｉｏｎ㊀㊀间充质干细胞(ｍｅｓｅｎｃｈｙｍａｌｓｔｅｍｃｅｌｌꎬＭＳＣ)是一类具有自我增殖㊁多向分化潜能的成体干细胞[１]ꎮＭＳＣ具有很强的免疫调节功能ꎬ在免疫和炎症性疾病的治疗中具有良好的潜力[２－４]ꎮ鉴于ＭＳＣ移植后归巢靶组织的数量有限㊁产生的治疗性和抗炎分子效力不够强ꎬ最近多项研究对ＭＳＣ进行基因修饰ꎬ从而增加了ＭＳＣ的治疗效能[５－７]ꎮＣＸＣ型趋化因子受体２(ＣＸＣｃｈｅｍｏｋｉｎｅｒｅｃｅｐｔｏｒ２ꎬＣＸＣＲ２)属于Ｇ蛋白是偶联受体家族ꎬ是趋化因子ＣＸＣＬ１㊁ＣＸＣＬ２㊁ＣＸＣＬ３㊁ＣＸＣＬ５㊁ＣＸＣＬ６㊁ＣＸＣＬ７和ＣＸＣＬ８的配体[８]ꎮ趋化因子在炎症性疾病中广泛表达ꎬ趋化因子与趋化因子受体结合能调节中性粒细胞㊁单核细胞的迁移ꎬ将它们募集到炎症部位发挥相应的作用ꎮ研究通过构建ｃｘｃｒ２基因修饰的ＢＭＳＣꎬ并观察修饰后ＢＭＳＣ到达炎症部位的迁徙能力ꎬ为后续炎症性疾病的ＢＭＳＣ治疗策略奠定基础ꎮ１㊀材料与方法１.１㊀细胞与质粒㊀ＨＥＫ￣２９３Ｔ细胞株㊁Ｓｔｂｌ３感受态细胞㊁ｐＣＩ￣ｎｅｏ￣ＣＤ４０Ｌ￣ＧＺ㊁ｐＬｅｎｔｉ￣ＣＤ４０Ｌ￣ＧＺ㊁ｐＣＭＶ３￣ＧＦＰＳｐａｒｋ￣ＣＸＣＲ２载体质粒㊁辅助包装质粒ｐｓＰＡＸ２和ｐＭＤ２.Ｇ均由空军军医大学微生物实验室保存并提供ꎮ１.２㊀实验动物㊀ＳＰＦ级４~６周Ｃ５７ＢＬ/６小鼠４只ꎬ１６~１８ｇꎬ均购自空军军医大学动物实验中心ꎮ１.３㊀主要试剂及仪器㊀ＤＭＥＭ培养基㊁青霉素㊁链霉素均购自ｈｙｃｌｏｎｅ公司ꎻ胎牛血清购自Ｓｉｇｍａ公司ꎻ成骨诱导分化培养基试剂盒购自广州赛业公司ꎻＰＥ标记抗小鼠ＣＤ４４㊁ＳＣＡ￣１㊁ＩＡ/Ｅ㊁ＣＤ３４㊁ＣＤ４５抗体均购自ＢＤ公司ꎻＰＥ标记ＣＸＣＲ２抗体购自Ｂｉｏ￣ｌｅｇｅｎｄ公司ꎻ质粒大量提取ＤＮＡ试剂盒购自Ｏｍｅｇａ公司ꎻ先锋ＲＮＡ快速提取试剂盒㊁ＤＮＡ凝胶回收试剂盒㊁质粒小量提取ＤＮＡ试剂盒均购自Ａｘｙｇｅｎ公司ꎻＰｒｉｍｅＳＴＡＲＤＮＡ聚合酶㊁限制性内切酶ＮｈｅＩ㊁ＭｌｕＩ㊁ＢａｍＨＩ和ＳａｌＩ㊁Ｔ４ＤＮＡ连接酶㊁逆转录试剂盒㊁ＴａｋａｒａＳＹＢＲｇｒｅｅｎ试剂盒均购自Ｔａｋａｒａ公司ꎻ转染试剂ＭＡＸ由本室配制ꎻｍＣＸＣＬ２蛋白购自亿翘神州公司ꎮＣＯ２培养箱㊁Ｔ２５细胞培养瓶均购自Ｔｈｅｒｍｏｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ公司ꎻＩＸ７１倒置荧光显微镜购自Ｏｌｙｍｐｕｓ公司ꎻ流式细胞仪购自于美国ＢＤ公司ꎻ４ħ离心机购自德国Ｅｐｐｅｎｄｏｒｆ公司ꎻ超速离心机购自Ｂｅｃｋｍａｎ公司ꎻＬｉｇｈｔｃｙｃｌｅｒ４８０ＰＣＲ仪购自罗氏公司ꎮ１.４㊀ＢＭＳＣ的分离、鉴定㊀采用全骨髓贴壁法培养小鼠ＢＭＳＣ[９]ꎮ将小鼠颈椎脱臼法处死ꎬ置于７５％乙醇中浸泡消毒５ｍｉｎꎻ于超净台中剪开皮肤ꎬ剥开肌肉ꎬ分离小鼠双侧股骨ꎬ剪去两端软骨ꎻ用１ｍＬ注射器吸取含１０％血清㊁１％双抗的ＤＭＥＭ培养基反复冲洗骨髓腔ꎬ直至骨髓腔发白ꎻ收集细胞悬液于Ｔ２５培养瓶中ꎮ将其放入３７ħ５％ＣＯ２培养箱中培养ꎬ首次４８ｈ后换液ꎬ以后视细胞状态而定ꎬ约２ｄ换液１次ꎮ传至第３代ꎬ常规消化细胞ꎻ按流式抗体说明书通过流式细胞术检测干细胞表面标志分子ＣＤ４５㊁ＣＤ３４㊁ＣＤ４４㊁ＳＣＡ￣１㊁ＩＡ/ＩＥꎬ并按诱导分化培养基试剂盒说明书诱导ＢＭＳＣ成骨分化ꎬ茜素红染色鉴定ꎮ１.５㊀ｃｘｃｒ２过表达的慢病毒载体构建及慢病毒包装１.５.１㊀ｃｘｃｒ２基因片段的制备㊀根据Ｇｅｎｂａｎｋ中的ｃｘｃｒ２设计引物ꎬ以质粒(ｐＣＭＶ３￣ＧＦＰＳｐａｒｋ￣ＣＸＣＲ２)为模板进行ＰＣＲ扩增ꎮ引物序列如下:Ｆ:ＧＡＣＧＴＣＧＣＴＡＧＣＧＧＡＴＣＣＧＧＣＴＴＣＣＡＣＣＡＴＧＧＧＡＧＡＡＴＴＣＡＡＧＧＴＧＧＡ(含ＮｈｅＩ和ＢａｍＨＩ酶切位点)ꎻＲ:ＧＡＣＧＴＣＡＣＧＣＧＴＧＡＧＧＧＴＡＧＴＡＧＡＧＧＴＧＴＴＴＧ(含ＭｌｕＩ酶切位点)ꎮ引物由擎科泽西生物技术公司合成ꎮＰＣＲ反应体系为模板ＤＮＡ２μＬꎬ上㊁下游引物各１.５μＬꎬ５ˑＰｒｉｍｅＳＴＡＲＢｕｆｆｅｒ１０μＬꎬｄＮＴＰＭｉｘｔｕｒｅ４μＬꎬＰｒｉｍｅＳＴＡＲＤＮＡ聚合酶０.５μＬꎬ加超纯水至５０μＬꎮＰＣＲ反应条件为:９８ħ变性１０ｓꎬ５５ħ退火５ｓꎬ７２ħ延伸７５ｓꎬ３０个循环ꎮＰＣＲ产物进行１.０％琼脂糖凝胶电泳鉴定后ꎬ按照ＤＮＡ凝胶回收试剂盒说明书回收ＤＮＡ片段ꎮ１.５.２㊀重组质粒ｐＬｅｎｔｉ￣ｃｘｃｒ２￣ＧＺ的构建及鉴定㊀用ＮｈｅＩ和ＭｌｕＩ分别对ｃｘｃｒ２ＰＣＲ产物和ｐＣＩ￣ｎｅｏ￣ＣＤ４０Ｌ￣ＧＺ进行双酶切ꎬ并分别进行胶回收ｃｘｃｒ２基因片段和ｐＣＩ￣ｎｅｏ￣ＧＺꎬ用Ｔ４ＤＮＡ连接酶连接后ꎬ用Ｓｔｂｌ３感受态细菌转化ꎬ涂布含有氨苄抗性的琼脂培养基ꎬ过夜培养后挑出单克隆并接种ꎬ３７ħ培养１２~１６ｈ后ꎬＰＣＲ鉴定得到阳性克隆保存甘油菌ꎬ并收集菌体沉淀ꎬ按质粒小量提取ＤＮＡ试剂盒说明书提取质粒ꎬ命名为ｐＣＩ￣ｎｅｏ￣ｃｘｃｒ２￣ＧＺꎮ之后ꎬ将其与ｐＬｅｎｔｉ￣ＣＤ４０Ｌ￣ＧＺ用ＢａｍＨＩ和ＳａｌＩ酶切ꎬ分别获得目的片段ｃｘｃｒ２￣ＧＺ和ｐＬｅｎｔｉ载体ꎬ连接后将连接产物转化Ｓｔｂｌ３感受态细菌ꎬ操作同前法ꎬ菌液ＰＣＲ鉴定单克隆菌落ꎬ鉴定正确菌落委托擎科泽西生物技术公司进行双向测序ꎬ测序结果于ＮＣＢＩ￣ＢＬＡＳＴ网站(ｈｔｔｐｓ://ｂｌａｓｔ.ｎｃｂｉ.ｎｌｍ.ｎｉｈ.ｇｏｖ/)进行比对ꎬ序列正确菌落命名为ｐＬｅｎｔｉ￣ｃｘｃｒ２￣ＧＺꎮ１.５.３㊀ｐＬｅｎｔｉ￣ｃｘｃｒ２￣ＧＺ慢病毒的包装㊀将重组质粒ｐＬｅｎｔｉ￣ｃｘｃｒ２￣ＧＺ１２μｇ与ｐｓＰＡＸ２９μｇ㊁ｐＭＤ２.Ｇ６μｇ混合后ꎬ加入转染试剂(ＭＡＸ溶液)８１μＬꎬ轻柔混匀ꎬ待其形成ＤＮＡ￣脂质体复合物后ꎬ转染ＨＥＫ￣２９３Ｔ细胞ꎮ将细胞放置于３７ħ５％ＣＯ２培养箱孵育４８ｈꎬ收集上清后加入ＤＭＥＭ培养液ꎬ７２ｈ后再次收集上清液ꎬ使用０.４５μｍ滤器过滤细胞碎片ꎬ收集病毒上清液ꎬ２０％蔗糖作为垫子ꎬ以１０００００ˑｇ离心４ｈꎬ超速离心法沉淀浓缩和纯化慢病毒ꎬ收集并分装ｐＬｅｎｔｉ￣ｃｘｃｒ２￣ＧＺ病毒液ꎬ于－８０ħ保存ꎮ１.６㊀ｐＬｅｎｔｉ￣ｃｘｃｒ２￣ＧＺ稳定转染ＢＭＳＣ的构建及筛选㊀将第３代的小鼠ＢＭＳＣ铺于６孔板中ꎬ培养至细胞汇合度达到６０％~７０％时ꎬ每孔加入２ｍＬｐＬｅｎｔｉ￣ｃｘｃｒ２￣ＧＺ病毒液和ＤＭＥＭ培养基的混合液(按１ʒ１比例)３７ħꎬ１０００ˑｇ离心感染２ｈꎬ弃去病毒液ꎬ加入含有１０％ＦＢＳ的ＤＭＥＭ培养基于３７ħ５％ＣＯ２培养箱中继续培养ꎬ４８ｈ后荧光显微镜下观察绿色荧光蛋白(ｇｒｅｅｎｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｔｅｉｎꎬＧＦＰ)的表达ꎮ然后加入含有１μｇ/ｍＬｚｅｏｃｉｎ的培养液２ｍＬ进行筛选ꎬ每３~４ｄ更换该培养液ꎬ直至不表达绿色荧光的细胞全部死亡ꎮ经过１４~２１ｄ的筛选后ꎬ获得了稳定表达ＣＸ￣ＣＲ２的小鼠ＢＭＳＣ(ＣＸＣＲ２￣ＢＭＳＣ)ꎬ同时设置未处理的ＢＭＳＣ作为对照组ꎮ１.７㊀稳定转染细胞系鉴定１.７.１㊀流式细胞术检测ＣＸＣＲ２蛋白表达㊀常规消化ＣＸＣＲ２￣ＢＭＳＣꎬ加入预冷的缓冲液(ＰＢＳ加入１％胎牛血清)洗涤２次后ꎬ调整细胞浓度为１ˑ１０５个/孔后加入１μＬＰＥ标记ＣＸＣＲ２抗体ꎬ避光冰浴３０ｍｉｎꎻ洗涤２次后ꎬ用２００μＬＰＢＳ重悬ꎬ用流式细胞仪检测ＣＸＣＲ２蛋白的表达ꎮ１.７.２㊀Ｒｅａｌ￣ｔｉｍｅＰＣＲ检测ｃｘｃｒ２ｍＲＮＡ的表达㊀按照先锋ＲＮＡ快速提取试剂盒说明书分别提取未感染正常ＢＭＳＣ和ＣＸＣＲ２￣ＢＭＳＣ的总ＲＮＡꎬ并用微黑子核酸测定仪定量ꎮ取５００ｎｇ总ＲＮＡ用逆转录试剂盒制备ｃＤＮＡꎬ然后按照ＴａｋａｒａＳＹＢＲｇｒｅｅｎ试剂盒说明书用Ｌｉｇｈｔｃｙｃｌｅｒ４８０ＰＣＲ仪进行荧光定量ＰＣＲꎮ根据目的基因设计Ｒｅａｌ￣ｔｉｍｅＰＣＲ引物ꎬ序列如下:ｃｘｃｒ２:Ｆ:ＡＴＧＣＣＣＴＣＣＴＡＴＴＣＴＧＣＣＡＧＡＴꎻＲ:ＧＴＧＣＴＣＣＧＧＴＴＧＴＡＴＡＡＧＡＴＧＡＣ￣３ꎻβ￣ａｃｔｉｎ:Ｆ:ＴＧＡＣＧＧＧＧＴＣＡＣＣＣＡＣＡＣＴＧꎻＲ:ＡＡＧＣＴＧＴＡＧＣＣＧＣＧＣＴＣＧＧＴꎮ以β￣ａｃｔｉｎ为内参基因ꎬ检测试验组(ＣＸＣＲ２￣ＢＭＳＣ)及对照组(ＢＭＳＣ)细胞中上述目的基因ｍＲ￣ＮＡ的相对表达量ꎮＰＣＲ引物由擎科泽西生物技术公司合成ꎮ１.８㊀Ｔｒａｎｓｗｅｌｌ趋化试验㊀在２４孔Ｔｒａｎｓｗｅｌｌ的上室中接种ＣＸＣＲ２￣ＢＭＳＣ或ＢＭＳＣꎬ接种密度为１ˑ１０５个/孔ꎬ下室加入６００μＬ趋化缓冲液或正常缓冲液ꎮ实验分为４组:①小室上室加入培养的ＣＸＣＲ２￣ＢＭ￣ＳＣꎬ下室加入含１００ｎｇ/ｍＬｍＣＸＣＬ２正常培养液ꎬ命名为ＣＸＣＲ２￣ＢＭＳＣ￣ｍＣＸＣＬ２组ꎻ②小室上室加入培养的ＣＸＣＲ２￣ＢＭＳＣꎬ下室不加任何刺激物ꎬ命名为ＣＸＣＲ２￣ＢＭＳＣ￣正常组ꎻ③小室上室加入培养的ＢＭ￣ＳＣꎬ下室加入含１００ｎｇ/ｍＬｍＣＸＣＬ２正常培养液ꎬ命名为ＢＭＳＣ￣ｍＣＸＣＬ２组ꎻ④小室上室加入培养的ＢＭＳＣꎬ下室不加任何刺激物ꎬ命名为ＢＭＳＣ￣正常组ꎮ每组均放置于３７ħ㊁５％ＣＯ２培养箱孵育１２ｈ后用棉签擦去上室内细胞ꎬ用４％多聚甲醛固定１５ｍｉｎꎬ倒置风干后用０.１％的结晶紫染色２０ｍｉｎꎬ在显微镜下对上室底部反面的细胞进行计数ꎬ每组设３个复孔ꎬ每孔随机计数５个视野(２００ˑ)下迁移至膜背面的细胞数ꎮ１.９㊀统计学方法㊀应用ＧｒａｐｈｐａｄＰｒｉｓｍ５和ＳＰＳＳ１７软件进行统计分析ꎮ基因ｍＲＮＡ的相对表达量采用ｔ检验进行比较ꎻ各组迁移的细胞数采用单因素方差分析进行比较ꎬ两两比较采用ＳＮＫ检验ꎬＰ<０.０５为差异有统计学意义ꎮ２㊀结㊀果２.１㊀ＢＭＳＣ分离及鉴定２.１.１㊀小鼠ＢＭＳＣ形态㊀在显微镜下可以看到ꎬ刚分离的骨髓细胞大多悬浮并呈圆形ꎬ２４ｈ后见大量贴壁细胞ꎬ７２ｈ后贴壁细胞大多呈纺锤型㊁梭形和圆形ꎬ大约１２ｄ细胞长满ꎮ随着培养时间和传代次数的增加ꎬ细胞形态逐渐形似呈梭形ꎬ见图１ꎮ㊀注:Ａ.培养３ｄ的细胞形态ꎻＢ.培养１２ｄ的细胞形态ꎮ图１㊀小鼠ＢＭＳＣ形态(２００ˑ)Ｆｉｇ.１㊀Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆｍｏｕｓｅｂｏｎｅｍａｒｒｏｗｍｅｓｅｎｃｈｙｍａｌｓｔｅｍｃｅｌｌｓ(２００ˑ)２.１.２㊀ＢＭＳＣ表面标志分子流式鉴定㊀流式结果显示ꎬ超过９０％的细胞表达ＣＤ４４㊁ＳＣＡ￣１ꎬ但几乎不表达ＩＡ/ＩＥ㊁ＣＤ３４㊁ＣＤ４５ꎬＢＭＳＣ表面标志分子鉴定ꎬ见图２ꎮ㊀注:Ａ.ＣＤ４４ꎻＢ.ＳＣＡ￣１ꎻＣ.ＣＤ４５ꎻＤ.ＣＤ３４ꎻＥ.ＩＡ/ＩＥꎮ图２㊀ＢＭＳＣ表面标志分子鉴定Ｆｉｇ.２㊀Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｓｕｒｆａｃｅｍａｒｋｅｒｆｏｒｍｏｕｓｅｂｏｎｅｍａｒｒｏｗｍｅｓｅｎｃｈｙｍａｌｓｔｅｍｃｅｌｌｓ２.１.３㊀诱导ＢＭＳＣ成骨分化㊀成骨诱导２１ｄ后ꎬ细胞呈结节状ꎬ茜素红染色呈红色ꎬ见图３ꎮ表明成骨分化诱导成功ꎮ提示分离获得的小鼠ＢＭＳＣ符合国际细胞治疗协会制定的间充质干细胞标准ꎮ图３㊀ＢＭＳＣ成骨诱导分化(２００ˑ)Ｆｉｇ.３㊀Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎｏｆｏｓｔｅｏｇｅｎｉｃｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎｆｏｒｍｏｕｓｅｂｏｎｅｍａｒｒｏｗｍｅｓｅｎｃｈｙｍａｌｓｔｅｍｃｅｌｌｓ(２００ˑ)２.２㊀ｃｘｃｒ２慢病毒载体的构建㊀琼脂糖电泳结果显示ꎬ扩增的目的条带单一㊁特异ꎬ之后菌液ＰＣＲ鉴定㊁酶切鉴定㊁测序分析结果均表明成功构建了慢病毒载体ｐＬｅｎｔｉ￣ｃｘｃｒ２￣ＧＺꎬ见图４ꎮ２.３㊀ｐＬｅｎｔｉ￣ｃｘｃｒ２￣ＧＺ稳定转染ＢＭＳＣ的构建及筛选㊀将ｐＬｅｎｔｉ￣ｃｘｃｒ２￣ＧＺ质粒与慢病毒包装质粒共同转染ＨＥＫ￣２９３Ｔ细胞ꎬ获得慢病毒后浓缩感染ＢＭ￣ＳＣꎬＢＭＳＣ经过Ｚｅｏｃｉｎ压力选择３周后ꎬ可在倒置荧光显微镜下观察到绿色荧光ꎬ对照组未见绿色荧光ꎬ见图５ꎮ２.４㊀稳定转染细胞系鉴定㊀流式鉴定大约７８.５％的细胞表达ＧＦＰꎬ７５.７％的细胞表达ＣＸＣＲ２ꎮＲｅａｌ￣ｔｉｍｅＰＣＲ结果显示ꎬ试验组的ｃｘｃｒ２ｍＲＮＡ表达水平明显高于对照组ꎬ差异具有统计学意义(Ｐ<０.００１)ꎮ提示ＣＸＣＲ２￣ＢＭＳＣ构建成功ꎬ见图６ꎮ㊀注:Ａ.ｃｘｃｒ２基因片段的制备ꎻＢ.ｐＬｅｎｔｉ￣ｃｘｃｒ２￣ＧＺ菌液ＰＣＲ鉴定ꎻＣ.ｐＬｅｎｔｉ￣ｃｘｃｒ２￣ＧＺ质粒双酶切鉴定ꎻＤ.测序结果在ＮＣＢＩＢＬＡＳＴ比对ꎮ图４㊀ｃｘｃｒ２真核表达载体的构建Ｆｉｇ.４㊀Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｃｘｃｒ２ｅｕｋａｒｙｏｔｉｃｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｖｅｃｔｏｒ㊀注:Ａ.过表达ＣＸＣＲ２的ＢＭＳＣ的荧光图片ꎻＢ.未感染正常对照ＢＭＳＣ的荧光图片ꎮ图５㊀ｐＬｅｎｔｉ￣ｃｘｃｒ２￣ＧＺ稳定转染ＢＭＳＣ荧光表达(４００ˑ)Ｆｉｇ.５㊀ＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆＢＭＳＣｔｒａｎｓｆｅｃｔｅｄｂｙｐＬｅｎｔｉ￣ｃｘｃｒ２￣ＧＺ(４００ˑ)㊀注:Ａ.流式细胞仪检测ＧＦＰ表达ꎻＢ.流式细胞仪检测ＣＸＣＲ２表达ꎻＣ.Ｒｅａｌ￣ｔｉｍｅＰＣＲ检测过表达ＣＸＣＲ２的小鼠ＢＭＳＣ中ｃｘｃｒ２ｍＲＮＡ表达ꎮ∗∗∗.Ｐ<０.００１ꎮ图６㊀ＣＸＣＲ２修饰的ＢＭＳＣ的鉴定结果Ｆｉｇ.６㊀ＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＣＸＣＲ２ｍｏｄｉｆｉｅｄＢＭＳＣ２.５㊀ｃｘｃｒ２基因修饰的ＢＭＳＣ迁移能力增强㊀Ｔｒａｎ￣ｓｗｅｌｌ结果显示ꎬＣＸＣＲ２￣ＢＭＳＣ￣ｍＣＸＣＬ２组在含有１００ｎｇ/ｍＬ的ｍＣＸＣＬ２的趋化液中穿过小室的数目明显高于ＢＭＳＣ￣ｍＣＸＣＬ２组ꎬＴｒａｎｓｗｅｌｌ实验检测细胞迁移ꎬ见图７ꎮ表明ｃｘｃｒ２基因修饰ＢＭＳＣ可增强其趋化潜能ꎮ㊀注:Ａ.ＣＸＣＲ２￣ＢＭＳＣ￣ｍＣＸＣＬ２组ꎻＢ.ＣＸＣＲ２￣ＢＭＳＣ￣正常组ꎻＣ.ＢＭＳＣ￣ｍＣＸＣＬ２组ꎻＤ.ＢＭＳＣ￣正常组ꎻＥ.２４ｈ后不同组别穿过膜下的细胞数ꎮ∗∗.Ｐ<０.０１ꎮ图７㊀Ｔｒａｎｓｗｅｌｌ实验检测细胞迁移(２００ˑ)Ｆｉｇ.７㊀Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｃｅｌｌｍｉｇｒａｔｉｏｎｂｙｔｒａｎｓｗｅｌｌａｓｓａｙ(２００ˑ)３㊀讨㊀论２０世纪７０年代ꎬＦＲＩＥＤＥＮＳＴＥＩＮ等[１０]首次利用贴壁法从骨髓分离得到ＢＭＳＣꎮ由于其来源方便ꎬ易于分离培养ꎬ且具有多向分化㊁免疫调节㊁输送治疗剂的能力ꎬ是较好的组织工程细胞和基因载体细胞ꎬ常被用于免疫与炎症性疾病的基础和临床研究[１１－１２]ꎮ通过静脉或腹腔移植的ＭＳＣ会沿着趋化梯度向受损组织迁移ꎬ在靶组织中检出率有限(只有不到１％)ꎬ大大降低了其治疗效应ꎮ可能的原因是ＭＳＣ表面趋化因子受体的表达较低ꎮ研究发现ꎬ趋化因子及其受体在ＢＭＳＣ的归巢中起着重要作用ꎬＢＭＳＣ表面的趋化因子受体通常支配着血管内循环细胞的黏附和滚动[１３－１４]ꎮＣＨＥＮ等[１５]研究发现ꎬｃｘｃｒ４过表达的ＢＭＳＣ在小鼠结肠炎模型中可增强ＢＭＳＣ向受损肠黏膜的归巢ꎬ对治疗结肠炎有较好的疗效ꎮＨＯＥＧＬ等[１６]研究发现ꎬ在内毒素所致的肺损伤中趋化因子ＣＸＣＬ１㊁ＣＸＣＬ２高表达ꎬＮＫ细胞通过ＣＸＣＲ２介导参与中性粒细胞向肺部炎症部位的募集ꎮ因此ꎬ对ＢＭＳＣ基因修饰趋化因子受体成为提高归巢能力的新策略[１７－１８]ꎮ研究通过全骨髓贴壁法分离培养ＢＭＳＣꎬ使用ＤＭＥＭ培养基进行培养ꎬ经过换液㊁传代去除了杂细胞ꎬ从而获得了纯度较高的ＢＭＳＣꎮ为了检测其是否符合干细胞标准ꎬ通过流式检测干细胞表面标志ＳＣＡ￣１㊁ＣＤ４４㊁ＣＤ４３㊁ＣＤ４５㊁ＩＡ/ＩＥꎬ结果显示ꎬ其高表达ＣＤ４４㊁ＳＣＡ￣１ꎬ几乎不表达ＩＡ/ＩＥ㊁ＣＤ３４㊁ＣＤ４５ꎬ通过诱导成骨分化观察到茜素红染色阳性的钙结节沉积ꎮ上述结果表明通过全骨髓贴壁法培养出符合细胞表型㊁具有分化潜能的ＢＭＳＣꎮ由于小鼠的ＢＭＳＣ具有感染率低的特点ꎬ研究通过慢病毒载体与慢病毒包装质粒共转染至ＨＥＫ￣２９３Ｔ细胞获得慢病毒ꎬ经超速离心沉淀法浓缩纯化ꎬ获得ｃｘｃｒ２过表达的慢病毒ꎮ通过离心法进行感染ꎬ利用抗性筛选提高阳性细胞的比例ꎬ从而使得ＣＸＣＲ２能稳定表达ꎮ荧光显微镜可以观察到稳定表达ＣＸＣＲ２的ＢＭＳＣ具有绿色荧光ꎻ流式细胞和ＲＴ￣ＰＣＲ结果显示ꎬＣＸＣＲ２蛋白和ｍＲＮＡ表达水平均明显高于正常ＢＭＳＣꎬ证实成功构建稳定表达ＣＸ￣ＣＲ２的ＢＭＳＣꎮ通过Ｔｒａｎｓｗｅｌｌ趋化试验比较了ｃｘｃｒ２修饰的ＢＭＳＣ与普通ＢＭＳＣ的迁移和归巢ꎮ结果表明ꎬｃｘ￣ｃｒ２修饰的ＢＭＳＣ更容易迁移ꎬ提示ＣＸＣＲ２参与了ＢＭＳＣ的迁移与归巢ꎮ综上所述ꎬ研究成功构建了ｃｘｃｒ２修饰的ＢＭ￣ＳＣꎬ为进一步研究其直接移植治疗临床疾病及其作用机制奠定了基础ꎮ参考文献[１]㊀ＵＬＬＡＨＩꎬＳＵＢＢＡＲＡＯＲＢꎬＲＨＯＧＪ.Ｈｕｍａｎｍｅｓｅｎｃｈｙｍａｌｓｔｅｍｃｅｌｌｓ￣ｃｕｒｒｅｎｔｔｒｅｎｄｓａｎｄｆｕｔｕｒｅｐｒｏｓｐｅｃｔｉｖｅ[Ｊ].ＢｉｏｓｃｉｅｎｃｅＲｅｐꎬ２０１５ꎬ３５(２):１￣１８.[２]㊀ＲＯＳＴＡＭＩＭꎬＨＡＩＤＡＲＩＫꎬＳＨＡＨＢＡＺＩＭ.Ｇｅｎｅｔｉｃａｌｌｙｅｎｇｉ￣ｎｅｅｒｅｄａｄｉｐｏｓｅｍｓｅｎｃｈｙｍａｌｓｔｅｍｃｅｌｌｓｕｓｉｎｇＨＩＶ￣ｂａｓｅｄｌｅｎｔｉｖｉｒａｌｖｅｃｔｏｒｓａｓｇｅｎｅｔｈｅｒａｐｙｆｏｒａｕｔｏｉｍｍｕｎｅｄｉｓｅａｓｅｓ[Ｊ].ＣｅｌｌＲｅｐｒｏ￣ｇｒａｍꎬ２０１８.ＤＯＩ:１０.１０８９/ｃｅｌｌ.２０１８.０００６.[３]㊀ＳＨＡＨＫꎬＺＨＡＯＡＧꎬＳＵＭＥＲＨ.Ｎｅｗａｐｐｒｏａｃｈｅｓｔｏｔｒｅａｔｏｓｔｅｏ￣ａｒｔｈｒｉｔｉｓｗｉｔｈｍｅｓｅｎｃｈｙｍａｌｓｔｅｍｃｅｌｌｓ[Ｊ].ＳｔｅｍＣｅｌｌｓＩｎｔꎬ２０１８ꎬ２０１８:５３７３２９４.[４]㊀ＬＥＢＬＡＮＣＫꎬＭＯＵＧＩＡＫＡＫＯＳＤ.Ｍｕｌｔｉｐｏｔｅｎｔｍｅｓｅｎｃｈｙｍａｌｓｔｒｏｍａｌｃｅｌｌｓａｎｄｔｈｅｉｎｎａｔｅｉｍｍｕｎｅｓｙｓｔｅｍ[Ｊ].ＮａｔＲｅｖＩｍｍｕ￣ｎｏｌꎬ２０１２ꎬ１２(５):３８３￣３９６.[５]㊀ＣＨＥＮＸꎬＺＨＡＮＧＹꎬＷＡＮＧＷꎬｅｔａｌ.Ｍｅｓｅｎｃｈｙｍａｌｓｔｅｍｃｅｌｌｓｍｏｄｉｆｉｅｄｗｉｔｈｈｅｍｅｏｘｙｇｅｎａｓｅ￣１ｈａｖｅｅｎｈａｎｃｅｄｐａｒａｃｒｉｎｅｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄａｔｔｅｎｕａｔｅｌｉｐｏｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ￣ｉｎｄｕｃｅｄｉｎｆｌａｍｍａｔｏｒｙａｎｄｏｘｉｄａ￣ｔｉｖｅｄａｍａｇｅｉｎｐｕｌｍｏｎａｒｙｍｉｃｒｏｖａｓｃｕｌａｒｅｎｄｏｔｈｅｌｉａｌｃｅｌｌｓ[Ｊ].ＣｅｌｌＰｈｙｓｉｏｌＢｉｏｃｈｅｍꎬ２０１８ꎬ４９(１):１０１￣１２２.[６]㊀ＸＵＸＰꎬＨＵＡＮＧＬＬꎬＨＵＳＬꎬｅｔａｌ.ＧｅｎｅｔｉｃｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｍｅｓｅｎｃｈｙｍａｌｓｔｅｍｃｅｌｌｓｏｖｅｒｅｘｐｒｅｓｓｉｎｇａｎｇｉｏｔｅｎｓｉｎＩＩｔｙｐｅ２ｒｅｃｅｐ￣ｔｏｒｉｎｃｒｅａｓｅｓｃｅｌｌｍｉｇｒａｔｉｏｎｔｏｉｎｊｕｒｅｄｌｕｎｇｉｎＬＰＳ￣ｉｎｄｕｃｅｄａｃｕｔｅｌｕｎｇｉｎｊｕｒｙｍｉｃｅ[Ｊ].ＳｔｅｍＣｅｌｌｓＴｒａｎｓｌＭｅｄꎬ２０１８ꎬ７(１０):７２１￣７３０.[７]㊀ＳＴＥＷＡＲＴＡＮꎬＭＡＴＹＡＳＪＪꎬＷＥＬＣＨＫＯＲＭꎬｅｔａｌ.ＳＤＦ￣１ｏｖｅｒｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｂｙｍｅｓｅｎｃｈｙｍａｌｓｔｅｍｃｅｌｌｓｅｎｈａｎｃｅｓＧＡＰ￣４３￣ｐｏｓｉ￣ｔｉｖｅａｘｏｎａｌｇｒｏｗｔｈｆｏｌｌｏｗｉｎｇｓｐｉｎａｌｃｏｒｄｉｎｊｕｒｙ[Ｊ].ＲｅｓｔｏｒＮｅｕｒｏｌＮｅｕｒｏｓｃｉꎬ２０１７ꎬ３５(４):３９５￣４１１.[８]㊀ＨＥＲＴＺＥＲＫＭꎬＤＯＮＡＬＤＧＷꎬＨＩＮＥＳＯＪ.ＣＸＣＲ２:ａｔａｒｇｅｔｆｏｒｐａｎｃｒｅａｔｉｃｃａｎｃｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ?[Ｊ].ＥｘｐｅｒｔＯｐｉｎＴｈｅｒＴａｒｇｅｔｓꎬ２０１３ꎬ１７(６):６６７￣６８０.[９]㊀ＳＯＬＥＩＭＡＮＩＭꎬＮＡＤＲＩＳ.Ａｐｒｏｔｏｃｏｌｆｏｒｉｓｏｌａｔｉｏｎａｎｄｃｕｌｔｕｒｅｏｆｍｅｓｅｎｃｈｙｍａｌｓｔｅｍｃｅｌｌｓｆｒｏｍｍｏｕｓｅｂｏｎｅｍａｒｒｏｗ[Ｊ].ＮａｔＰｒｏｔｏｃꎬ２００９ꎬ４(１):１０２￣１０６.[１０]㊀ＦＲＩＥＤＥＮＳＴＥＩＮＡＪꎬＣＨＡＩＬＡＫＨＪＡＮＲＫꎬＬＡＬＹＫＩＮＡＫＳ.Ｔｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｆｂｒｏｂｌａｓｔｃｏｌｏｎｉｅｓｉｎｍｏｎｏｌａｙｅｒｃｕｌｔｕｒｅｓｏｆｇｕｉｎｅａ￣ｐｉｇｂｏｎｅｍａｒｒｏｗａｎｄｓｐｌｅｅｎｃｅｌｌｓ[Ｊ].ＣｅｌｌａｎｄＴｉｓｓｕｅＫｉ￣ｎｅｔｉｃｓꎬ１９７０ꎬ３:３９５￣４０３.[１１]㊀ＦＲＥＮＥＴＴＥＰＳꎬＰＩＮＨＯＳꎬＬＵＣＡＳＤꎬｅｔａｌ.Ｍｅｓｅｎｃｈｙｍａｌｓｔｅｍｃｅｌｌ:ｋｅｙｓｔｏｎｅｏｆｔｈｅｈｅｍａｔｏｐｏｉｅｔｉｃｓｔｅｍｃｅｌｌｎｉｃｈｅａｎｄａｓｔｅｐ￣ｐｉｎｇ￣ｓｔｏｎｅｆｏｒｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅｍｅｄｉｃｉｎｅ[Ｊ].ＡｎｎｕＲｅｖＩｍｍｕｎｏｌꎬ２０１３ꎬ３１:２８５￣３１６.[１２]㊀ＬＩＸꎬＷＡＮＧＭꎬＪＩＮＧＸꎬｅｔａｌ.Ｂｏｎｅｍａｒｒｏｗａｎｄａｄｉｐｏｓｅｔｉｓｓｕｅ￣ｄｅｒｉｖｅｄｍｅｓｅｎｃｈｙｍａｌｓｔｅｍｃｅｌｌｓ:ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎꎬｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａ￣ｔｉｏｎꎬａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｃａｒｔｉｌａｇｅｔｉｓｓｕｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ[Ｊ].ＣｒｉｔＲｅｖＥｕｋａｒｙｏｔＧｅｎｅＥｘｐｒꎬ２０１８ꎬ２８(４):２８５￣３１０.[１３]㊀ＩＤＯＲＮＭꎬＴＨＯＲＳＰ.Ｃｈｅｍｏｋｉｎｅｒｅｃｅｐｔｏｒｓａｎｄｅｘｅｒｃｉｓｅｔｏｔａｃｋ￣ｌｅｔｈｅｉｎａｄｅｑｕａｃｙｏｆＴｃｅｌｌｈｏｍｉｎｇｔｏｔｈｅｔｕｍｏｒｓｉｔｅ[Ｊ].Ｃｅｌｌｓꎬ２０１８ꎬ７(８):Ｅ１０８.[１４]㊀ＺＨＡＮＧＸꎬＨＵＡＮＧＷꎬＣＨＥＮＸꎬｅｔａｌ.ＣＸＣＲ５￣ｏｖｅｒｅｘｐｒｅｓｓｉｎｇｍｅｓｅｎｃｈｙｍａｌｓｔｒｏｍａｌｃｅｌｌｓｅｘｈｉｂｉｔｅｎｈａｎｃｅｄｈｏｍｉｎｇａｎｄｃａｎｄｅ￣ｃｒｅａｓｅｃｏｎｔａｃｔｈｙｐｅｒｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ[Ｊ].ＭｏｌＴｈｅｒꎬ２０１７ꎬ２５(６):１４３４￣１４４７.[１５]㊀ＣＨＥＮＺꎬＣＨＥＮＱꎬＤＵＨꎬｅｔａｌ.ＭｅｓｅｎｃｈｙｍａｌｓｔｅｍｃｅｌｌｓａｎｄＣＸＣｃｈｅｍｏｋｉｎｅｒｅｃｅｐｔｏｒ４ｏｖｅｒｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｉｍｐｒｏｖｅｄｔｈｅｔｈｅｒａｐｅｕ￣ｔｉｃｅｆｆｅｃｔｏｎｃｏｌｉｔｉｓｖｉａｍｕｃｏｓａｒｅｐａｉｒ[Ｊ].ＥｘｐＴｈｅｒＭｅｄꎬ２０１８ꎬ１６(２):８２１￣８２９.[１６]㊀ＨＯＥＧＬＳꎬＥＨＲＥＮＴＲＡＵＴＨꎬＢＲＯＤＳＫＹＫＳꎬｅｔａｌ.ＮＫｃｅｌｌｓｒｅｇｕｌａｔｅＣＸＣＲ２＋ｎｅｕｔｒｏｐｈｉｌｒｅｃｒｕｉｔｍｅｎｔｄｕｒｉｎｇａｃｕｔｅｌｕｎｇｉｎｊｕｒｙ[Ｊ].ＪＬｅｕｋｏｃｙｔｅＢｉｏｌꎬ２０１７ꎬ１０１(２):４７１￣４８０.[１７]㊀ＧＯＬＣＨＩＮＡꎬＲＥＫＡＢＧＡＲＤＡＮＭꎬＴＡＨＥＲＩＲＡꎬｅｔａｌ.Ｐｒｏ￣ｍｏｔｉｏｎｏｆｃｅｌｌ￣ｂａｓｅｄｔｈｅｒａｐｙ:ｓｐｅｃｉａｌｆｏｃｕｓｏｎｔｈｅｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｍｅｓｅｎｃｈｙｍａｌｓｔｅｍｃｅｌｌｔｈｅｒａｐｙａｎｄｇｅｎｅｔｈｅｒａｐｙｆｏｒｃｌｉｎｉｃａｌｔｒｉａｌｓｔｕｄｉｅｓ[Ｊ].ＡｄｖＥｘｐＭｅｄＢｉｏｌꎬ２０１８.ＤＯＩ:１０.１００７/５５８４＿２０１８＿２５６.[１８]㊀ＫＡＲＰＪＭꎬＬＥＮＧＴＧ.Ｍｅｓｅｎｃｈｙｍａｌｓｔｅｍｃｅｌｌｈｏｍｉｎｇ:ｔｈｅｄｅｖｉｌｉｓｉｎｔｈｅｄｅｔａｉｌｓ[Ｊ].ＣｅｌｌＳｔｅｍＣｅｌｌꎬ２００９ꎬ４(３):２０６￣２１６.收稿日期:２０１８￣１０￣１６㊀修回日期:２０１８￣１２￣１２编辑:陈凌云。
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文献阅读——从小鼠胚胎和成年纤维细胞培养多功能干细胞的诱导由因子决定原作者：Kazutoshi Takahashi（高桥俊）Shinya Yamanaka （山中伸弥）发表于：Cell Volume 126, Issue 4, 25 August 2006, Pages 663–676一研究介绍：分化的细胞可以通过核转移到卵母细胞，或者通过胚胎干细胞被重新编程到胚胎形态。
原作者证明了从小鼠胚胎或成纤维细胞培养诱导多功能干细胞是通过引入4个因子，即Oct3/4, Sox2, c-Myc,和Klf4决定。
指定的iPS（诱导的多功能干细胞）细胞，能显示出ES细胞的形态和生长特性，以及表达ES细胞标记基因。
皮下移植iPS细胞到裸鼠会造成含有多种来自三个胚层组织的肿瘤。
这些数据表明，多功能干细胞可以直接从通过加入几个决定因子到成纤维细胞培养物中获得。
胚胎干细胞具有无限增值的能力，并且同时保持着多功能性以及分化成三个胚层的能力，所以它可以用来治疗某些疾病。
为了规避伦理问题，因此从患者自身的细胞中提取多功能干细胞。
未受精的卵子和胚胎干细胞中具有赋予体细胞全能性的因子。
研究调查了几个转录因子，得出通过组合选定的因素能够产生多功能干细胞。
二论文选题与分析：研究人员把Oct3/4,Sox2、c-Myc和Klf4这四种转录因子基因克隆入病毒载体，然后引入小鼠成纤维细胞，发现可诱导其发生转化，产生的iPS细胞在形态、基因和蛋白表达、表观遗传修饰状态、细胞倍增能力、类胚体和畸形瘤生成能力、分化能力等方面都与胚胎干细胞相似。
这证明了细胞的分化不是单向的。
也许最终能够实现直接从病人体细胞中获得多能性细胞的建立。
为减少器官移植的免疫排斥反应的解决提供了可能途径。
其研究过程中开发的检测筛选干细胞的系统也为实验研究提供了新的检测方法三研究思路与技巧：原作者设计了几个实验，并且得到了如下现象与结果：（1）、选定了24个候选基因，通过对G418的抗性检测。
将24个候选基因导入小鼠胚胎成纤维细胞中（MEF）感染Fxr。
结果表明没有一个单一的候选基因能激活Fbx基因座。
但是，24个候选基因共同转录却产生了22个抗G418抗性菌落。
并且，数据表明，这24个候选基因的某些组合能诱导在MEF培养的ES标记基因的表达。
通过对G418抗性菌落的研究，确定了10个因子。
结果表明，Oct3 / 4，Klf4，Sox2和c-Myc在MEF培养产生iPS细胞过程中发挥至关重要的作用。
这四个基因组合的效果类似于10个因子组合。
有关数据表明，可以通过导入这四种因子来从MEF中诱导iPS细胞。
两个因子的组合不能诱导G418抗性菌落，3个因子虽然可以产生，但是不能保持。
数据表明，Oct3 / 4和c-Myc以及Klf4的组合可以激活Fbx的基因座，但是这三个单独因子在iPS-MEF4和iPS-MEF10细胞中变化是不同的。
总之结果表明，Oct3 / 4，Klf4，Sox2和c-Myc在MEF培养产生iPS细胞过程中发挥至关重要的作用。
（2）、进行了RT-PCR研究ES细胞的标记基因是否在iPS细胞中表达。
几种标记基因，包括Oct3 / 4，在iPS-MEF4-7，iPS-MEF10-6，和iPS-MEF10-7克隆高于其余细胞。
Sox2仅在iPS-MEF10-6表达。
染色质免疫分析表明，Oct3 / 4和Nanog增加了组蛋白H3的乙酰化和减少组蛋白H3。
其他相关数据也表明，对于ES细胞iPS-MEF4和iPS-MEF10细胞相似，但不完全相同。
在IPS- MEF3克隆中，ECAT1，ESG1和Sox2没有被激活。
Nanog虽然能被诱导，但程度小于在iPS-MEF4和iPS-MEF10克隆等这些数据表明IPS- MEF3与iPS-MEF4和iPS-MEF10不同。
原作者利用DNA微距阵比较了胚胎干细胞，ES细胞的全局基因图谱和Fbx15 β geo/ β geo。
结果表明iPS细胞相似但不相同。
（3）、通过畸胎瘤的形成，研究iPS细胞的多能性。
组织学检查显示，2 iPS-MEF10克隆，2 iPS-MEF4克隆（2,7），以及iPS-MEF4wt-4克隆能分化成三种胚层，包括神经组织，软骨和柱状上皮。
但是这些畸胎瘤不表达滋养层标记CDX2。
iPS-MEF10-1肿瘤分化成外胚层和内胚层，但在从剩余的iPS-MEF10没有中胚层分化的迹象。
这些数据表明，大多数，但不是所有的iPS-MEF10和iPS-MEF4克隆表现出多能性。
与此相反，由iPS-MEF3克隆衍生的所有肿瘤由完全未分化的细胞组成。
因此，虽然这三个因素（的Oct3 / 4和c-Myc和Klf4的）可诱导一些ES细胞标记基因的表达，但它们不能够诱导多能性。
当在组织培养皿生长，iPS-MEF10和iPS-MEF4细胞的胚状体附着在培养皿底部并开始分化。
3天后，免疫染色检测到的阳性细胞α平滑肌肌动蛋白（中胚层标记物），α甲胎蛋白（内胚层标记物），和βIII微管蛋白（外胚层标记物）（图5 D）。
与此相反，由iPS-MEF3细胞胚状体保持未分化。
这些数据证实的iPS-MEF10和iPS-MEF4体外多能性和iPS MEF3无能性（4）、将4个选定因子移植到7周龄雄性尖尾成纤维细胞的Fbx15 β geo/ β geo。
我们得到的3 G418抗性集落，从每一个抗性集落我们都可以建立iPS细胞。
此外原作者建立了另一个Ips-TTFffp4.其中，用于四个因子的cDNA在转基因的两个loxP位点两端。
RT-PCR检测表明Ips-TTFffp4wt细胞还表达大部分ES细胞1标记基因。
原作者移植2Ips-TTF4和6 Ips-TTFffp4克隆物到裸鼠，所以这些都将产生3胚层。
然后将iPS-TTFgfp4细胞的两个克隆通过显微注射导入了C57/BL6囊胚中。
用Ips-TTFgfp4-3，获得了13.5天的18个胚胎，其中的两个展示了有GFP-阳性的iPS细胞存在。
组织学分析确认iPS 细胞贡献于所有的三胚层。
在生殖腺中观察到GFP-阳性细胞但是不能确定他们是生殖细胞还是体细胞。
用iPS-TTFgfp4-7，我们获得了7.5天的2个胚胎，其中的3个是GFP阳性的。
此外，iPS-TTFgfp4细胞能在体外分化成三胚层。
这些数据表明四个筛选因子能诱导成体小鼠成纤维细胞产生多能性细胞。
（5）、进一步检测了在iPS细胞中四个因子和其他因子的表达。
Real-time PCR显示iPS 细胞中Oct4和Sox2的内源性表达水平比ES细胞低。
然而，内源基因和转基因中四因子的总体的量超过了ES细胞中正常的表达量。
作为对照，Western blot分析显示在iPS细胞中四个因子的总蛋白量于ES细胞中的那些进行对比。
以在iPS细胞中检测到Nanog和E-Ras的蛋白质，但是比ES细胞的低。
Southern blot分析显示每个iPS克隆有一个独特的转基因整合机制。
IPS-TTFgfp4和iPS-TTFgfp4wt克隆的核型分析显示2个iPS-TTFgfp4的克隆和所有的iPS-TTFgfp4wt克隆展现了一个正常的40XX的核型，然而其他的3个iPS-TTFgfp4的克隆是39XO，40XO+10和40Xi （X）。
最终，原作者发现了iPS细胞在培养基缺少饲养层细胞，甚至缺少LIF时不能够保持未分化。
这些结果，与不同的基因表达模式，排除了iPS细胞仅仅是预成ES细胞的污染的可能性。
最终，iPS细胞的亚克隆是碱性磷酸酶检验阳性而且在体外能够分化出三胚层，证实了它们无性繁殖的本质。
讨论Oct4，Sox2和Nanog有着维持多能性的核心转录因子的功能。
Oct4和Sox2对于产生iPS细胞是必要的，但Nanog是非必要的。
除此之外，原作者鉴定了c-Myc和Klf4作为核心因子。
这两个与肿瘤相关的因子，不能被包括E-Ras, Tcl1, β-catenin,和Stat3在内的其他癌基因代替。
c-Myc蛋白质有许多增强增值和转化的下游区靶位点。
C-Myc蛋白质可能诱导全面的组蛋白乙酰化作用，因此允许Oct4和Sox2结合到它们的特殊靶器官。
Klf4能直接抑制p53，p53能在ES细胞分化的过程中抑制Nanog基因。
Klf4可能通过抑制p53蛋白来活化Nanog和其他ES细胞特化因子。
Klf4可能通过抑制p53蛋白作为Myc诱导的细胞凋亡的抑制剂，Klf4通过活化了p21，从而抑制细胞增殖。
这种平衡可能对于iPS 细胞的产生非常重要。
关于iPS细胞的起源的问题，只有表达四因子细胞中的一小部分成为了iPS细胞。
有研究表明大约0.067%的小鼠皮肤细胞是干细胞。
四个因子从浓缩的间质干细胞和其他多能性细胞的骨髓间充质诱导iPS也是同等的低效率。
实验结果没有显示多能的组织干细胞是iPS 细胞的起源。
造成得到iPS细胞的低概率的可能性有是只有一小部分正确表达四因子级别的细胞能够获得像ES细胞一样的特性。
关于四因子是否在被结合的ES细胞或核移植进入卵母细胞诱导的重编程中起到了作用依然不能完全确定。
iPS细胞不等同于ES细胞，就像已经在全部基因表达机制和DNA甲基化状态显示的一样。
有可能原作者错过了额外的重要的因子。
更难了解的是四因子，特别是Klf4和c-Myc，在观察卵母细胞重编程中的作用。
作者的实验展示了iPS细胞能够在体外和体内甚至在包含四因子的逆转录病毒载体的条件下分化。
并且在体外分化的过程中Oct4和Sox2蛋白质下降明显。
逆转录病毒的表达已经表明在ES细胞中被支持，而且会进一步通过后天修饰比如DNA甲基化而分化沉默。
四论文的发展方向：原作者证明了从小鼠胚胎或成纤维细胞培养诱导多功能干细胞是通过引入4个因子，即Oct3/4, Sox2, c-Myc,和Klf4决定。
指定的iPS（诱导的多功能干细胞）细胞，能显示出ES细胞的形态和生长特性，以及表达ES细胞标记基因。
这项研究在现实生活中也有广泛的应用。
研究发现了其他ES细胞标记基因的转基因报告基因，比如能够在筛选中替代Fbx15的敲入的Nanog基因。
但是，并不知道四个因子是否可以人体细胞中得到多能性细胞。
所以C-Myc的利用可能不适合临床应用，而且这个过程需要特殊的培养环境。
但是在控制细胞多能性这方面，希望能够实现直接从病人体细胞中获得多能性细胞的建立。
目前胚胎干细胞研究面临伦理争议及来源困难等诸多问题,人们一直在寻找不需破坏胚胎或卵细胞的建立多潜能干细胞的方法。
与经典的胚胎干细胞技术和体细胞核移植技术相比，iPS技术不没有伦理学的问题。
并且iPS技术用病人自己的体细胞诱导出干细胞，所以不会有免疫排斥的问题。
iPS干细胞在细胞替代性治疗以及发病机理的研究、新药筛选方面具有巨大的潜在价值。