使用诱导性多能干细胞_iPScells_修复心脏
2023届江苏省连云港市高考考前模拟生物试题(含解析)
神经祖细胞的增加，让现代人较尼安德特人具有了显著优势。下列说法错误的是（ ） A．可遗传变异是尼安德特人进化的重要内部因素 B．神经祖细胞属于干细胞，具有较强的增殖分化能力 C．关键蛋白 TKTL1 的改变是基因中碱基对增添的结果 D．TKTL1 基因可能是通过控制酶的合成间接控制生物的性状 5．马蛔虫雌虫平均每天产卵 20 万颗以上，每个卵细胞中只有 2 条染色体，下图是其受 精卵卵裂时的部分图像。相关叙述正确的是（ ）
A．①中细胞有丝分裂的同步化保证了遗传信息在亲、子代细胞中的一致性 B．②中细胞处于有丝分裂中期，每个细胞中的染色体和 DNA 分子数均为 4 C．③中细胞处于减数第一次分裂中期，有一个细胞因联会紊乱发生了染色体数目变异 D．①中的细胞具有线粒体、中心体和高尔基体，有些细胞还能在细胞膜外观察到极体 6．下图表示某生物 DNA 分子上进行的部分生理过程，相关叙述错误的是（ ）
试卷第 3 页，共 11 页
境 13．据报道，我国科学家利用诱导性多能干细胞（iPS 细胞）首次培育成功存活且具繁 殖能力的小鼠。下列关于细胞工程和胚胎工程的叙述中正确的是（ ） A．利用植物细胞培养可以获得紫杉醇、核糖核酸等次生代谢物 B．动物细胞培养时都要用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等方法处理，使细胞悬浮在培养液中 生长 C．iPS 细胞可以分化成各种组织和器官甚至是完整的生物个体 D．用含肝素或 Ca2+载体 A23187 的专用获能液处理精子，使其获得能量，参与受精作 用 14．ATPIF1 作为 ATP 合酶的抑制剂，对细胞 ATP 水平具有重要的调节作用，其作用 原理如下图。下列相关说法错误的是（ ）
3
度
2.4 1.81 2.74 2.19 1.98 1.79 1.98
诱导性多潜能干细胞
诱导性多潜能干细胞2007年，讨论人员将Oct3/4, Sox2,c-Myc和Klf4这4种转录因子引入小鼠胚胎或皮肤成纤维细胞，发觉可诱导其发生转化，产生的细胞在形态、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、分化能力等都与胚胎干细胞极为相像。
这种细胞被称为诱导性多能干细胞（induced pluripotent stem cells, iPS细胞）。
因为可取自成体细胞，因此ipS细胞的用法可避开胚胎干细胞濒临的伦理及免疫排斥问题，具有广泛的临床应用前景。
一、诱导性多能干细胞（ilpS )的制备首先将几个重要的多能性相关基因通过病毒及非病毒转染等办法导入供体细胞（如小鼠和人的皮肤成纤维细胞）中，基因导入一段时光后，通过药物抗性或形态学特征等对转染的细胞举行挑选，最后，筛选出的ips细胞要经过一系列严格的鉴定，证实其分化多能性。
【材料】 1．组织来源孕12～15日龄鼠。
2．培养用试剂（1）无钙镁PBS (CMF-PBS)。
(2）消化液：0.05%胰酶-0.53 mM EDTA混合消化液。
3．培养基配方和制备（1）MEF细胞培养基：高糖DMEM含有15%FCS,1％非必须（NEAA),100U/ml和100 ug/ml。
(2) WS细胞培养基：高糖DMEM含有15% FCS,1％非必须（NEAA),1000IU/mlLIF O.1 mmol/L 2-、1OOU/ml和100ug/ml。
(3) Plat-E（反转录病毒转染小鼠皮肤成纤维细胞）培养基：高糖DMEM含有10% FCS,100U/ml和l00 ug/ml。
4．试验器材眼科直剪、眼科直镊、眼科弯镊、解剖显微镜、玻璃平皿、200目尼龙网、50m1和15 ml离心管、手术刀、显微剪、显微镊、明胶包被的l00mm培养皿、明胶包被的24孔培养板。
【办法】 (1) MEF细胞的制备：妊娠12～15日龄的孕鼠，无菌条件取出胚胎，剥离羊膜，去除头、四肢和内脏，PBS冲洗，眼科剪剪碎，加入0.05％胰酶0.53mM EDTA混合消化液，于37℃水浴中消化5分钟，轻轻吹散细胞，加入含血清培养基终止消化。
ips细胞的研究大事记
ips细胞研究大事记来源:新华网干细胞是人体内可以转化为各种器官和组织的细胞，过去只能从胚胎中获得。
２００７年１１月，美国和日本科学家分别宣布独立发现将普通皮肤细胞转化为干细胞的方法，得到的干细胞称为诱导多功能干细胞，又名ｉＰＳ细胞。
这一发现分别被《自然》和《科学》杂志评为２００７年第一和第二大科学进展。
ｉＰＳ细胞具有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，成为干细胞研究的热点领域之一，近两年来有关进展不断。
２００８年４月，美国加利福尼亚大学科学家报告称，他们将实验鼠皮肤细胞改造成ｉＰＳ细胞，然后成功使其分化成心肌细胞、血管平滑肌细胞及造血细胞。
２００９年２月，日本东京大学科学家宣布，成功利用人类皮肤细胞制成的ｉＰＳ细胞培育出血小板，而且从技术上说用ｉＰＳ细胞培育人类红细胞和白细胞都是可能的；紧接着，日本庆应大学科学家又宣布，成功用实验鼠的ｉＰＳ细胞培育出鼠角膜上皮细胞。
２００９年３月伊始，ｉＰＳ细胞研究便相继迎来两项重大突破。
英国和加拿大科学家发现了不借助病毒、安全将普通皮肤细胞转化为ｉＰＳ细胞的方法；美国科学家则在《细胞》杂志上宣布，他们可以将ｉＰＳ细胞中因转化需要而植入的有害基因移除，且保证由此获得的神经元细胞的基本功能不受影响。
２００９年７月，ｉＰＳ细胞研究在临床应用道路上又迈出非常重要的一步。
据英国《自然》杂志网站２３日报道，中国科学家周琪和高绍荣等人利用ｉＰＳ细胞克隆出活体实验鼠，首次证明ｉＰＳ细胞与胚胎干细胞一样具有全能性。
该成果让人们看到了ｉＰＳ细胞具有实用性。
人们完全可以期待，在一系列危险和潜在危险被一一规避后，尚处在实验室阶段的ｉＰＳ细胞研究，将能很快应用于人类疾病的临床治疗。
各国争相领跑ｉＰＳ细胞研究来源:新华网由于触及伦理道德等问题，曾被普遍看好的胚胎干细胞研究一直处于进退两难的境地。
２００７年，ｉＰＳ细胞（诱导多功能干细胞）的诞生令科学家们将注意力投向这一争议性小的干细胞研究领域，一些国家的政府更是以极大的热情，或加大投入，或制订鼓励政策，推动这一新兴的干细胞研究。
干细胞治疗心脏疾病的最新进展
干细胞治疗心脏疾病的最新进展心脏疾病一直是全球范围内威胁人类健康的重要问题，给患者及其家庭带来了巨大的痛苦和负担。
传统的治疗方法，如药物治疗、手术治疗等，虽然在一定程度上能够缓解症状、延长生命，但对于一些严重的心脏疾病，效果往往不尽如人意。
近年来，干细胞治疗作为一种新兴的治疗手段，为心脏疾病的治疗带来了新的希望。
干细胞是一种具有自我更新和多向分化潜能的细胞，它们可以分化为各种类型的细胞，包括心肌细胞、血管内皮细胞和平滑肌细胞等。
因此，通过将干细胞移植到受损的心脏组织中，有望修复或替代受损的心肌细胞，改善心脏功能。
目前，用于心脏疾病治疗的干细胞主要包括胚胎干细胞、诱导多能干细胞和间充质干细胞等。
胚胎干细胞具有强大的分化能力，但由于其来源涉及伦理问题，应用受到了一定的限制。
诱导多能干细胞是通过将成熟细胞重编程为类似于胚胎干细胞的状态而获得的，虽然避免了伦理问题，但在安全性和有效性方面仍需要进一步研究。
间充质干细胞则具有来源广泛、免疫原性低等优点，成为了目前干细胞治疗心脏疾病研究的热点。
在干细胞治疗心脏疾病的临床研究方面，已经取得了一些令人鼓舞的成果。
例如，一项针对心肌梗死患者的临床试验表明，通过冠状动脉内注射间充质干细胞，患者的心脏功能得到了显著改善，梗死面积减小，心肌灌注增加。
另一项针对心力衰竭患者的研究也显示，干细胞治疗可以提高患者的运动耐力和生活质量。
然而，干细胞治疗心脏疾病仍面临着一些挑战。
首先，干细胞的移植效率和存活数量是影响治疗效果的关键因素。
在移植过程中，大量的干细胞可能会死亡或流失，导致治疗效果不佳。
其次，干细胞的分化方向和机制尚不明确，如何精确控制干细胞分化为所需的心肌细胞仍然是一个难题。
此外，干细胞治疗的安全性也需要进一步评估，例如干细胞移植可能会引起心律失常、免疫排斥等不良反应。
为了提高干细胞治疗心脏疾病的效果，科学家们正在不断探索新的方法和技术。
例如，通过基因修饰等手段增强干细胞的存活和分化能力，利用生物材料作为载体提高干细胞的移植效率，以及联合其他治疗方法如药物治疗、康复治疗等，以实现协同增效的作用。
iPSC技术在再生医学中的应用
iPSC技术在再生医学中的应用随着现代医学的不断发展，再生医学这一领域也越来越受到人们的关注。
再生医学是指通过一系列的技术手段，利用干细胞和组织工程等科技手段，帮助人体恢复受损的组织和器官，治疗一些难治性疾病。
iPSC技术，即诱导性多能干细胞技术，作为干细胞技术的重要分支，已经在再生医学中得到了广泛的应用。
iPSC技术是一种重新编程体细胞，使其获得与胚胎干细胞相似的发育潜能的技术。
与胚胎干细胞不同，iPSC细胞可以从成年人的体细胞中诱导出来，避免了伦理问题。
iPSC细胞具有与胚胎干细胞相同的发育潜能，可以用来治疗一些难治性疾病，同时也可以用来进行组织代谢探究等研究。
iPSC技术在再生医学中的主要应用：1. 器官移植目前，器官移植是治疗许多严重疾病的有效方法。
但是，在世界范围内，需要器官移植的患者众多，但是可用的器官却十分有限。
iPSC技术的应用可以解决这个难题。
通过培养iPSCs，可以获得人体内的任何类型的细胞，包括肝脏、心脏、肺等。
利用这些特定的细胞类型，研究人员可以制造出人造的、可移植的器官。
2. 细胞替代疗法另一种常见的再生医学疗法是细胞替代疗法。
这种疗法用干细胞来治疗某些疾病或受损组织。
这些干细胞可以分化成各种组织和细胞类型。
iPSC技术使得这项技术得到了进一步发展。
研究人员可以通过培养特定的iPSC细胞，然后将其注入到患者身体中。
这些iPSCs可以分化成所需的细胞类型，并替代受损的细胞。
3. 疾病建模和药物开发正如我们所知道的，许多疾病的研究一直困扰着医学界。
而iPSC技术的出现，使得疾病建模和药物开发也变得更加容易了。
疾病建模是指研究人员使用iPSCs来研究一种特定疾病的发展和治疗。
通过比较正常iPSC细胞和患者的iPSC细胞，研究人员可以更好地理解这种疾病的发展。
同时，iPSC细胞的高通量筛选使得药物开发也变得更加高效和准确。
总结：iPSC技术在再生医学中的应用可以为人类健康带来革命性的变化。
ipsc诱导多能干细胞名词解释
ipsc诱导多能干细胞名词解释
IPSC是人工诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells）的缩写，它是人工合成的具有干细胞特性的细胞。
所谓干细胞，就是指能够无限分裂和自我更新的细胞，同时具有分化为不同类型细胞的潜能。
外科手术和药物治疗都限制在针对已经出现的疾病部位进行治疗，而干细胞治疗则不同。
干细胞可以分化为需要的类型，如心脏细胞、肝脏细胞等等，然后被移植到患病的部位，为身体提供修复和替换损伤的组织。
这种治疗方式对于先天性缺陷、创伤、炎症性疾病以及部分慢性疾病都有潜在的治疗作用。
IPSC的产生方式相对于以往干细胞的获取方式（如胚胎干细胞）更加便利、经济、和具有伦理问题的争议。
将某一个成年人的体细胞诱导重编程成为干细胞，就像是一种“倒带再生”的过程，是一种通过基因工程手段剥离局部上皮细胞间的紧密联系，重新激活细胞命运的过程。
IPSC的研究初衷可能是无害的，但是其存在可能被滥用为复制人类、改变人类基因等危险的行为上，因此对于其研究和使用有着理智谨慎的要求。
总的来说，IPSC是一项非常有潜力的研究领域，为医学研究和治疗提
供了新的方案。
虽然还存在许多问题和道德和法律上的问题，但未来干细胞研究的前景是光明的。
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。
诱导性多能干细(IPS细胞)
诱导性多能干细iPS细胞即诱导性多能干细胞。
诱导多能干细胞induced pluripotent stem cells iPS：2006年日本京都大学Shinya Yamanaka在世界著名学术杂志《细胞》上率先报道了诱导多能干细胞的研究。
他们把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。
1基本概念诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells, iPS cells）最初是日本人山中伸弥（Shinya Yamanaka）于2006年利用病毒载体将四个转录因子（Oct4, Sox2, Klf4 和c-Myc）的组合转入分化的体细胞中，使其重编程而得到的类似胚胎干细胞的一种细胞类型。
[1]随后世界各地不同科学家陆续发现其它方法同样也可以制造这种细胞。
2012年10月8日，John B. Gurdon 与Shinya Yamanaka 因此获得诺贝尔生理学和医学奖。
2研究历程iPS细胞2006年日本京都大学山中伸弥（Shinya Yamanaka）领导的实验室在世界著名学术杂志《细胞》上率先报道了iPS的研究。
他们把Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4这四种转录因子引入小鼠胚胎或皮肤纤维母细胞，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、分化能力等都与胚胎干细胞极为相似。
2007年11月，Thompson实验室和山中伸弥实验室几乎同时报道，利用ips技术同样可以诱导人皮肤纤维母细胞成为几乎与胚胎干细胞完全一样的多能干细胞。
所不同的是日本实验室依然采用了用逆转录病毒引入Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4四种因子组合，而Thompson实验室采用了以慢病毒载体引入Oct4、Sox2加Nanog和LIN28这种因子组合。
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数、着床数与空白对照组比较差异均无显著性。
胎鼠发育良好,内脏观察指标均未见异常。
说明复方枸杞子口服液在本实验规定剂量下未引起母体毒性、胚胎及胎鼠毒性,无明显的致畸作用,为生育期妇女服用该药的安全性提供了实验依据。
实验结果显示,低剂量组胎鼠表现为体质量较重、身长较长(P<0.01);中剂量组表现为活胎率高(P<0.05),死胎率低(P<0.05);3个剂量组的胎鼠骨骼发育都较空白对照组好,尤其是高剂量组胎鼠骨骼发育完全,无胸骨异常胎鼠(P<0.05),也无肋骨异常胎鼠(P<0.01)。
表明复方枸杞子口服液对胎鼠发育有一定保健作用,尤其对骨骼发育的影响较大,为今后复方枸杞子口服液的药效学研究奠定了基础。
本实验不足之处在于由于胎鼠出生率低,实验结果有待于进一步的实验证实。
参考文献:
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国药,2005,16(10):1032-1033.
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民卫生出版社,2005:255-269.
使用诱导性多能干细胞(i PS c ells)修复心脏
梅约临床和医疗中心(Mayo Clinic)研究人员进行的一项概念验证研究显示,诱导性多能干细胞(iPS cells)可用于心脏病治疗。
诱导性多能干细胞是被重新编程从而进入一个类似胚胎干细胞状态的成年细胞。
在该项研究中,研究人员对普通的成纤维细胞进行重新编程,有助于结痂的细胞(譬如那些因心脏病发作产生的细胞)转化为干细胞,修复因心肌梗死造成的心脏损伤。
该项研究结果于2009年7月20日提前发表于Circulation杂志在线版。
论文第一作者Ti mothy Nelson博士指出:“这项研究发掘了在心脏治疗中使用诱导性多能干细胞的真正潜力,使生物工程成纤维细胞获得修复和再生梗死心脏的能力。
”
这是基于诱导性多能干细胞的技术首次用于心脏疗法。
在此之前,诱导性多能干细胞仅用于帕金森氏症、镰状细胞性贫血和甲型血友病3种疾病模型,最终目标是使用诱导性多能干细胞修复损伤。
在此过程中使用患者自身的细胞,避免了排斥反应的风险及抗排斥药物进行维持治疗的需要。
该再生医学策略将有助于缓解受限于捐赠者短缺的器官移植需求。
论文通讯作者Andre Terzic博士指出:“这项诱导性多能干细胞创新性研究为转化应用奠定了基础。
借助于核编程方面的进展,我们将能逆转成年细胞,在心血管再生医学中实现按需定制。
”
该研究团队通过“干性相关”人类基因集(“stemness2related”human gene set)对成纤维细胞进行遗传重编程,使其反分化成诱导性多能干细胞,进而重新分化为新的心肌细胞。
移植入受损的小鼠心脏后,诱导性多能干细胞在2周后实现嫁接,4周后明显有助于改善受损心脏结构和功能。
相比之下,普通成纤维细胞则无此功效。
与非工程化成纤维细胞相比,诱导性多能干细胞能够恢复心脏病发作后缺失的心肌功能,阻止受损心脏功能损伤进程,并在心脏受损部位再生组织。
(C irculation,2009:published online before p rint,July20,2009)
883广东药学院学报 第25卷。