诱导性多功能干细胞
合集下载
《人诱导多能干细胞》团体标准
《人诱导多能干细胞》团体标准
《人诱导多能干细胞》团体标准是指用来确定和规范人诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells，简称iPSCs）制备和应用过程中的各项要求和指导方针的标准。
该团体标准通常由国际科学组织、研究机构、领域专家和政府部门等共同制定，旨在推动该领域的科学研究和应用，并确保其安全性、质量和可靠性。
人诱导多能干细胞是通过将成熟的人体细胞重新编程，使其回到类似胚胎干细胞的状态，具有潜在的重要应用价值。
然而，其制备和应用过程中存在着一系列技术和伦理等方面的挑战与风险，因此需要制定相应的团体标准来进行规范和指导。
《人诱导多能干细胞》团体标准可能包括以下内容：
1. iPSCs制备的方法和技术要求：包括细胞重编程的方法、培养条件、质量控制等方面的要求，确保iPSCs制备的高效性、稳定性和可重复性；
2. iPSCs的质量标准和鉴定方法：包括iPSCs的遗传稳定性、表型特征和分化潜能等方面的鉴定和评估标准；
3. iPSCs的应用指导和安全评估：包括iPSCs在再生医学、疾病模型建立等方面的应用指导，以及相关的安全性评估和监测措施；
4. 伦理和法律问题的考虑：包括伦理审查、知情同意和数据共享等方面的规范和指导。
通过制定和实施《人诱导多能干细胞》团体标准，可以促进该领域的国际合作和交流，提高iPSCs的制备和应用水平，同时保障研究的可持续发展和社会的公共利益。
诱导型多能干细胞鉴定标准
诱导型多能干细胞鉴定标准介绍在过去的几十年里，科学家们一直努力寻找一种能够在实验室中培养的多能干细胞，以代替胚胎干细胞的应用。
诱导型多能干细胞（induced pluripotent stem cells, iPSCs）的发现，为此目标的实现提供了新的可能性。
然而，为了确保iPSCs的正确鉴定和应用，需要制定一套严格的鉴定标准。
重要性鉴定标准的制定对于保证iPSCs研究的准确性和可重复性至关重要。
只有通过严格的鉴定标准，才能确保iPSCs的多能性、稳定性和可应用性。
此外，鉴定标准的制定还可以促进iPSCs研究的国际合作和信息共享，推动该领域的进一步发展。
与鉴定标准相关的因素制定iPSCs的鉴定标准需要考虑以下几个因素：多能性指标多能性是iPSCs的关键特征之一。
因此，鉴定标准需要包括对多能性的检测方法，如基因表达分析、细胞分化能力评估等。
克隆稳定性iPSCs的克隆稳定性是其应用的基础。
鉴定标准应包括对iPSCs的克隆稳定性的评估方法，如基因组稳定性分析、细胞系传代能力评估等。
高质量的细胞文库鉴定标准还应包括对iPSCs的质量要求。
只有在具备一定质量基础上的iPSCs才能被广泛应用。
因此，鉴定标准应包括细胞文库的建立和管理方法。
鉴定标准的可追溯性为了确保鉴定标准的有效性和可追溯性，需要制定明确的实验流程和数据分析方法。
此外，鉴定标准的制定还应包括数据的共享和存储规范。
诱导型多能干细胞鉴定标准的制定为了确保诱导型多能干细胞鉴定标准的全面性和有效性，应采取以下步骤：成立专家组应成立一个包括多个相关领域专家的工作组，以确保鉴定标准的全面性和权威性。
该工作组应包括基础研究、临床应用和伦理等各个方面的专家。
文献综述和经验总结工作组应对已有的文献进行综述和总结，了解当前iPSCs鉴定方法的优缺点，为鉴定标准的制定提供参考。
此外，工作组还应汇总各个实验室的经验和实践，了解当前实验室中iPSCs鉴定的常见问题和挑战。
IPS细胞
构建IPS细胞示意图
IPS细胞形成的分子机制
四、IPS细胞的筛选方法
a.形态学筛选 不对供体细胞做任何额外遗传修
饰的情况下，仅依靠形态学筛选的标准对细胞进行
筛选也能够分离出IPS细胞。
b.药物筛选 利用基因重组技术建立了具有药物
抗性基因的体细胞，并用特定药物进行筛选。
c.选用对多能性更为关键的基因（如Fbx25）作
2012年诺贝尔生理学或医学奖
发现成熟细胞可以被重新编程为多功能的干细胞（即诱导多 功能干细胞）
John B. Gurdon 约翰・格登
Shinya Yamanaka 山中伸弥
诱导多功能干细胞 （IPSC）
一、IPS细胞定义 二、获取IPS细胞的基本原理 三、制备IPS细胞的方法 四、IPS细胞的筛选方法 五、IPS细胞的鉴定 六、IPS细胞的应用前景 七、面临的问题
子区域。
返回
DNA甲基化：DNA的CG两个核苷酸的胞嘧
啶被选择性地添加甲基，形成5－甲基胞嘧啶，
常见于基因的5‘-CG-3’序列。DNA的甲基化可
引起基因的失活。
返回
CpG岛：CpG即核苷酸对，CpG双核苷酸在人类
基因组中的分布很不均一，而在基因组的某些区
段，CpG保持或高于正常概率，这些区段被称作
CpG岛。 CpG岛主要在基因的启动子和第一外显
一、IPS细胞定义
诱导多潜能性干细胞（又称多潜能干细胞， induced pluripotent stem cells, IPS cells）是由 一些多能遗传基因导入皮肤等受体细胞中通 过基因重新编排方法，“诱导”普通细胞回 到最原始的胚胎发育状态，能够像胚胎干细 胞一样进行分化。
IPS细胞与胚胎干细胞（ES）形态相似、核 型、端粒酶活性、体外分化潜能均相同，同 时也能够表达相同的表面标志分子。
诱导性多能干细胞的研究概况
重 鳊程 而获得 的可 不断 自我 更新且 具有 多向分化 潜能的细胞 。 导性 多能干 细胞 具有获取 方便 ， 诱 能向各 类细胞分化 及无限增 殖等特 性。 本 文就 诱导 性 多能干 细胞 的 产生 ， 制备技 术 的优 化及 应 用前景 等方 面作一 概述 。 关键 词 ： 谤导性 多能干细胞 重 鳊程 中图 分 类 号 ： ３ Ｒ 文献 标 识 码 ： Ａ 文章 编号 ： ６ ２ ３ ９ （ ０ ００ （） ０ １ — ２ １ ７ － ７ １２ １ ）５ｃ ２ ４ ０ 一
一
的研究奠 定了基础。 Ｊ ｍｅ Ｔｈ ｍｓ ｎｄ 组 的 华人 女学 者 俞 ａ ｓ ｏ ｏ ￣ 君 英 利 用 非 整 合 型 附 着 体 载 体 （ｐ ｓ ｍａ ｅ ｉｏ ｌ ｖ ｃ ｏ ｓ方法 获 得 了 人 类ｉ Ｓ 胞 ［， 去 除 ｅ ｔｒ） Ｐ细 ６在 １ 掉 附 着 体后 ， 些 ｉ Ｓ 这 Ｐ 细胞 就 成 为 了没 有 外 来ＤＮＡ的ｉ Ｓ细 胞 ， 而 解决 了可 能癌 变 的 Ｐ 从 问题 。 诱 导 因子组 合 方面 。 ０ ８ １ Ｙ ｍａ ２ ０ 年 月， ａ ｎ ａ ａ 人发 现 ， 个 转 录 因子 中去 除 ｃ Ｍｙ ｋ等 从４ — ｃ 也 可 以 产 生ｉ 细 胞 ， 是ｉ 细 胞 产生 后 ＰＳ 只 ＰＳ 的效 率 比 包 含ｃ －Ｍｙｃ 时候 要 低 很 多 。 的 １他 们 先 后 尝 试 了不 同 的 供 体 细 胞 （ 鼠 胚 胎 小 成 纤 维 细 胞 （ Ｆ ） 成 年 小 鼠 尾 尖 成 纤 维 ＭＥ ｓ 、 细 胞 以 及 成 年 人 成 纤 维 细 胞 ） 在 这 几 种 细 ， 胞 中仅 导 入 Ｏｃ ４ Ｓ ｘ ；ｌ ｆ 均 可 以 获 得ｉ ｔ ， ｏ ２￣ Ｋｌ４ Ｐ 细胞 。 Ｓ 虽然 ， ４ 因子 中去 除 ｃ 从 种 －Ｍｙ 会 ｃ ＰＳ细 胞 的 临 床 应 用 。 严 重 影 响 诱 导 效 率 ， 从 安 全 性 的 角 度 考 ｉ 但 虑， 因为 ｃ Ｍｙ 有潜 在 的 致 癌 作 用（ 有 ｃ － ｃ 带 ～ ｍｙ 转 基 因 的 小 鼠 有 些 产 生 了肿 瘤 ， 可 参考文献 ｃ 这 能是 ｃ —ｍｙｃ 因的 活 化 造 成 的 ） 它 的 去 除 ［１Ｔａ ａ ａｈｉＫ ， ｍａ ａ ａ Ｓ．ｎ ｕ ｔｏ 基 ， １ ｋ ｈ ｓ Ｙａ ｎ ｋ Ｉｄ ｃｉｎ ｏ ｕｒｐｏ ｅ ｔ ｔ ｍ ｃ ｌｓ ｒ ｆ ｐｌ ｉ ｔ ｎ ｓ ｅ ｅｌ ｆｏｍ ｍ ｏｕ ｅ ｓ 对 于 ｉ Ｓ细 胞 研 究 是 一 个 长 足 的 进 步 。 Ｐ ｅ ｂｒ ｎ ｃ ａ ｄｕｔ ｆｂｒ ｂｌｓ ｕ ｔ ｅ ｍ ｙｏ ｉ ｎｄ ａ ｌ ｉ ｏ ａ ｔｃ ｕｒ ｓ ｌ 体 细 胞 种 类 选 择 方 面 。 前 已证 实 逆 目 转录 病 毒 （ 括慢 病 毒 ） 导 的Ｏ ｔ等４ 因 包 介 ｃ４ 个 ｂ ｅｉ ｅ ａ ｔ ｒ ． ｅ ， ０ ６ ｌ ６４ ： ｙ ｄ ｆ ｄ ｆｃｏ ｓ Ｃ ｌ ２ ０ ，２ （ ） ｎ ｌ ６６３～ ６ ７６． 子 共 同转 染 ， 乎 可 以 将 各 种 类 型 的 体 细 几 胞 重 编 程 为ｉ Ｓ Ｗ ， 括 成 纤 维 细 胞 、 Ｐ ￣胞 包 肝 ［】Ｔａ ａ ａ ｈ Ｔａ ａ ｅ Ｋ， ｎ ｌ Ｍ ，ｔ ２ ｋ ｈ ｓ ｉＫ， ｎ ｂ Ｏｈ ｕｄ ａ
一
的研究奠 定了基础。 Ｊ ｍｅ Ｔｈ ｍｓ ｎｄ 组 的 华人 女学 者 俞 ａ ｓ ｏ ｏ ￣ 君 英 利 用 非 整 合 型 附 着 体 载 体 （ｐ ｓ ｍａ ｅ ｉｏ ｌ ｖ ｃ ｏ ｓ方法 获 得 了 人 类ｉ Ｓ 胞 ［， 去 除 ｅ ｔｒ） Ｐ细 ６在 １ 掉 附 着 体后 ， 些 ｉ Ｓ 这 Ｐ 细胞 就 成 为 了没 有 外 来ＤＮＡ的ｉ Ｓ细 胞 ， 而 解决 了可 能癌 变 的 Ｐ 从 问题 。 诱 导 因子组 合 方面 。 ０ ８ １ Ｙ ｍａ ２ ０ 年 月， ａ ｎ ａ ａ 人发 现 ， 个 转 录 因子 中去 除 ｃ Ｍｙ ｋ等 从４ — ｃ 也 可 以 产 生ｉ 细 胞 ， 是ｉ 细 胞 产生 后 ＰＳ 只 ＰＳ 的效 率 比 包 含ｃ －Ｍｙｃ 时候 要 低 很 多 。 的 １他 们 先 后 尝 试 了不 同 的 供 体 细 胞 （ 鼠 胚 胎 小 成 纤 维 细 胞 （ Ｆ ） 成 年 小 鼠 尾 尖 成 纤 维 ＭＥ ｓ 、 细 胞 以 及 成 年 人 成 纤 维 细 胞 ） 在 这 几 种 细 ， 胞 中仅 导 入 Ｏｃ ４ Ｓ ｘ ；ｌ ｆ 均 可 以 获 得ｉ ｔ ， ｏ ２￣ Ｋｌ４ Ｐ 细胞 。 Ｓ 虽然 ， ４ 因子 中去 除 ｃ 从 种 －Ｍｙ 会 ｃ ＰＳ细 胞 的 临 床 应 用 。 严 重 影 响 诱 导 效 率 ， 从 安 全 性 的 角 度 考 ｉ 但 虑， 因为 ｃ Ｍｙ 有潜 在 的 致 癌 作 用（ 有 ｃ － ｃ 带 ～ ｍｙ 转 基 因 的 小 鼠 有 些 产 生 了肿 瘤 ， 可 参考文献 ｃ 这 能是 ｃ —ｍｙｃ 因的 活 化 造 成 的 ） 它 的 去 除 ［１Ｔａ ａ ａｈｉＫ ， ｍａ ａ ａ Ｓ．ｎ ｕ ｔｏ 基 ， １ ｋ ｈ ｓ Ｙａ ｎ ｋ Ｉｄ ｃｉｎ ｏ ｕｒｐｏ ｅ ｔ ｔ ｍ ｃ ｌｓ ｒ ｆ ｐｌ ｉ ｔ ｎ ｓ ｅ ｅｌ ｆｏｍ ｍ ｏｕ ｅ ｓ 对 于 ｉ Ｓ细 胞 研 究 是 一 个 长 足 的 进 步 。 Ｐ ｅ ｂｒ ｎ ｃ ａ ｄｕｔ ｆｂｒ ｂｌｓ ｕ ｔ ｅ ｍ ｙｏ ｉ ｎｄ ａ ｌ ｉ ｏ ａ ｔｃ ｕｒ ｓ ｌ 体 细 胞 种 类 选 择 方 面 。 前 已证 实 逆 目 转录 病 毒 （ 括慢 病 毒 ） 导 的Ｏ ｔ等４ 因 包 介 ｃ４ 个 ｂ ｅｉ ｅ ａ ｔ ｒ ． ｅ ， ０ ６ ｌ ６４ ： ｙ ｄ ｆ ｄ ｆｃｏ ｓ Ｃ ｌ ２ ０ ，２ （ ） ｎ ｌ ６６３～ ６ ７６． 子 共 同转 染 ， 乎 可 以 将 各 种 类 型 的 体 细 几 胞 重 编 程 为ｉ Ｓ Ｗ ， 括 成 纤 维 细 胞 、 Ｐ ￣胞 包 肝 ［】Ｔａ ａ ａ ｈ Ｔａ ａ ｅ Ｋ， ｎ ｌ Ｍ ，ｔ ２ ｋ ｈ ｓ ｉＫ， ｎ ｂ Ｏｈ ｕｄ ａ
诱导性多功能干细胞
研究历史
诱导多能干细胞最初是日本人山中伸弥（ShinyaYamanaka）于2006年利用病毒载体将四个转录因子的组合 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。随后世界各地不同科学家陆续发现 其他方法同样也可以制造这种细胞。
2007年11月20日，美国威斯康星大学詹姆斯·汤姆森的研究小组在《科学》杂志发表体细胞转变成“诱导性 多能干细胞”（iPS细胞）的成果，而日本京都大学教授山中申弥领导的研究小组也于同日在《细胞》杂志发表 类似的研究结果。紧接着皮肤细胞转为干细胞后，美国马萨诸塞州怀德海特生物医学研究所的雅各布·汉纳的小 组用来自患病小鼠尾巴的皮肤细胞产生了诱导性多能干细胞。
因此，iPS细胞的制作与发现，也成为医学、药学或是食品等之安全实验平台。此外，当技术成熟后，例如 男性细胞也可以制作出卵子，甚至老化细胞的重生，也不再是不可能的梦想。
特性和作用
iPS细胞同样具有自我更新和分化的全能性，从日本科学家ShinyaYamanaka于2006年第一次发现这一技术到 现在，科学家已经成功从小鼠，大鼠，猕猴，猪和人的体细胞中诱导并获得iPS细胞，而且诱导技术也产生了巨 大的革新，减少外源转录因子，使用非整合病毒，质粒法等等都能够产生iPS细胞，最近，有报道称利用纯蛋白 的方法也可以获得iPS细胞。iPS技术具有巨大的潜在应用价值，利用iPS技术能够获得病人或者疾病特异的多能 性干细胞，这样可以避免移植过程中的免疫排斥问题，也绕开了人类胚胎干细胞研究所带来的伦理问题。
2009年3月伊始，iPS细胞研究便相继迎来两项重大突破。
组成基因
IPS细胞是由一些多能遗传基因导入皮肤等细胞中制造而成。在制造过程中，研究人员使用了4种遗传基因， 同时加入了7种包括可阻碍特定蛋白质合成的物质和酶在内的化合物，以研究其各自的制造效率。
诱导性多能干细胞研究及临床应用
［ ］ ２
症； ２ ０ ０ ９年 Ｘ ｕ 等 利 用ｉ Ｐ Ｓ Ｃ ｓ诱 导 来 的 内 皮 前 体 细 同年美国研究者 胞和内皮细胞 成 功 治 疗 血 友 病 Ａ， ［ ３］ Ｌ ｅ ｅ等 建立了家族 性 植 物 神 经 功 能 不 全 症 的 细 胞 模型 ， 为治疗单 基 因 遗 传 疾 病 提 供 了 理 论 和 实 践 基 础； ２ ０ １ ２年 Ｓ ｏ ｎ ｇＢ 等
［ ４］
握的技术和未来人类ｉ Ｐ Ｓ Ｃ ｓ应用于临床的方法 。
将人类肾小球系膜细胞重
１ ｉ Ｐ Ｓ 细胞的起源
ｉ Ｐ Ｓ 技术的起源是 建 立 在 三 大 主 流 研 究 的 基 础 ［ ］ ８ 上的 。 首先 是 细 胞 核 移 植 导 致 的 重 编 程 。１ ９ ６ ２ 年， Ｊ ｏ ｈ ｎＧ ｕ ｒ ｄ ｏ ｎ利 用 来 自 成 体 青 蛙 肠 细 胞 的 细 胞 从而发育得到了成熟 核移植到未受 精 的 受 精 卵 中 ， 世界上第 １ 只克 隆羊多莉 诞 的蝌蚪 。 相隔 ３ ５ 年后 ， 生， 这是Ｉ ａ ｎＷ ｉ ｌ ｍ ｕ ｔ等利用乳腺 上 皮 细 胞 进 行 体 细 胞克隆产 生 的 哺 乳 动 物 。４ 年 后 ， Ｔ ａ ｋ ａ ｓ ｈ ｉＴ ａ ｄ ａ等 证明 了 Ｅ Ｓ Ｃ ｓ 含有 同样能进 行体细 胞重 组的相 关因 首 要 调 控 子 ”的 产 生 。１ 子。其 次 是 “ ９ ８ ７ 年， Ｓ ｃ ｈ ｎ ｅ ｕ ｗ ｌ ａ ｖ ｉ ｓ等 都 发 现 了 能 决 定 和 诱 导 给 ｙ 等和 Ｄ 定系统命运的一个转录因子 ， 并将 其命名 为 “ 首要调 。 随后 ， 有许多科学家们开始 寻找 能够调 控多 控子 ”
］ ７ 之一 ［ 。 本文着 重 讨 论 了 ｉ 目前所掌 Ｐ Ｓ Ｃ ｓ的 起 源，
症； ２ ０ ０ ９年 Ｘ ｕ 等 利 用ｉ Ｐ Ｓ Ｃ ｓ诱 导 来 的 内 皮 前 体 细 同年美国研究者 胞和内皮细胞 成 功 治 疗 血 友 病 Ａ， ［ ３］ Ｌ ｅ ｅ等 建立了家族 性 植 物 神 经 功 能 不 全 症 的 细 胞 模型 ， 为治疗单 基 因 遗 传 疾 病 提 供 了 理 论 和 实 践 基 础； ２ ０ １ ２年 Ｓ ｏ ｎ ｇＢ 等
［ ４］
握的技术和未来人类ｉ Ｐ Ｓ Ｃ ｓ应用于临床的方法 。
将人类肾小球系膜细胞重
１ ｉ Ｐ Ｓ 细胞的起源
ｉ Ｐ Ｓ 技术的起源是 建 立 在 三 大 主 流 研 究 的 基 础 ［ ］ ８ 上的 。 首先 是 细 胞 核 移 植 导 致 的 重 编 程 。１ ９ ６ ２ 年， Ｊ ｏ ｈ ｎＧ ｕ ｒ ｄ ｏ ｎ利 用 来 自 成 体 青 蛙 肠 细 胞 的 细 胞 从而发育得到了成熟 核移植到未受 精 的 受 精 卵 中 ， 世界上第 １ 只克 隆羊多莉 诞 的蝌蚪 。 相隔 ３ ５ 年后 ， 生， 这是Ｉ ａ ｎＷ ｉ ｌ ｍ ｕ ｔ等利用乳腺 上 皮 细 胞 进 行 体 细 胞克隆产 生 的 哺 乳 动 物 。４ 年 后 ， Ｔ ａ ｋ ａ ｓ ｈ ｉＴ ａ ｄ ａ等 证明 了 Ｅ Ｓ Ｃ ｓ 含有 同样能进 行体细 胞重 组的相 关因 首 要 调 控 子 ”的 产 生 。１ 子。其 次 是 “ ９ ８ ７ 年， Ｓ ｃ ｈ ｎ ｅ ｕ ｗ ｌ ａ ｖ ｉ ｓ等 都 发 现 了 能 决 定 和 诱 导 给 ｙ 等和 Ｄ 定系统命运的一个转录因子 ， 并将 其命名 为 “ 首要调 。 随后 ， 有许多科学家们开始 寻找 能够调 控多 控子 ”
］ ７ 之一 ［ 。 本文着 重 讨 论 了 ｉ 目前所掌 Ｐ Ｓ Ｃ ｓ的 起 源，
诱导多能干细胞
Cyagen Biosciences Inc.
We help you discover life
iPS
通过基因转染技术(gene transfection)将某些转录因子导入动物或人的体细胞, 使体细胞直接重构成为胚胎干细胞（embryonic stem cell, ESC）细胞样的多潜能细胞。 iPS细胞不仅在细胞形态、 生长特性、 干细胞标志物表达等方面与ES细胞非常相似, 而且在DNA甲基化方式、 基因表达谱、 染色质状态、 形成嵌合体动物等方面也与ES细胞几乎完全相同。
Cyagen Biosciences Inc.
We help you discover life
ES细胞和IPS细胞具有相同的基因。不同的是，ES细胞中的与细胞多能性有关的基因能够表达，如：oct4，Sox2等。而已分化的体细胞中的这些基因不能表达。通过导入与多能性有关的外源基因来激活体细胞中的多能性基因，从而使体细胞从分化状态重编程为多能性干细胞。
Cyagen Biosciences Inc.
We help you discover life
IPS细胞的鉴定
表面标志分子鉴定 IPS细胞能够表达多能干细胞特异的表面标志分子，如：ssea-1（阶段特异性胚胎抗原1），ssea-3等。这些物质在已分化体细胞表面不表达，从而鉴定。
IPS细胞与ES细胞具有相似的DNA甲基化模式和组蛋白修饰情况。IPS细胞中的多能基因，如oct-4，Nanong等的启动子区域CpG岛从高甲基化转变为类似ES细胞的低甲基化状态。
Cyagen Biosciences Inc.
We help you discover life
在中国：
2009年，中国科学家于2008年11月利用iPS细胞培育出小鼠——“小小” 中国科学院动物研究所周琪研究员和上海交通大学医学院曾凡一研究员领导的研究组合作完成的工作表明，利用iPS细胞能够得到成活的具有繁殖能力的小鼠，从而在世界上第一次证明了iPS细胞与胚胎干细胞具有相似的多能性。科学家表示，这一研究成果表明iPS干细胞或许同胚胎干细胞一样可以作为治疗各种疾病的潜在来源。
We help you discover life
iPS
通过基因转染技术(gene transfection)将某些转录因子导入动物或人的体细胞, 使体细胞直接重构成为胚胎干细胞（embryonic stem cell, ESC）细胞样的多潜能细胞。 iPS细胞不仅在细胞形态、 生长特性、 干细胞标志物表达等方面与ES细胞非常相似, 而且在DNA甲基化方式、 基因表达谱、 染色质状态、 形成嵌合体动物等方面也与ES细胞几乎完全相同。
Cyagen Biosciences Inc.
We help you discover life
ES细胞和IPS细胞具有相同的基因。不同的是，ES细胞中的与细胞多能性有关的基因能够表达，如：oct4，Sox2等。而已分化的体细胞中的这些基因不能表达。通过导入与多能性有关的外源基因来激活体细胞中的多能性基因，从而使体细胞从分化状态重编程为多能性干细胞。
Cyagen Biosciences Inc.
We help you discover life
IPS细胞的鉴定
表面标志分子鉴定 IPS细胞能够表达多能干细胞特异的表面标志分子，如：ssea-1（阶段特异性胚胎抗原1），ssea-3等。这些物质在已分化体细胞表面不表达，从而鉴定。
IPS细胞与ES细胞具有相似的DNA甲基化模式和组蛋白修饰情况。IPS细胞中的多能基因，如oct-4，Nanong等的启动子区域CpG岛从高甲基化转变为类似ES细胞的低甲基化状态。
Cyagen Biosciences Inc.
We help you discover life
在中国：
2009年，中国科学家于2008年11月利用iPS细胞培育出小鼠——“小小” 中国科学院动物研究所周琪研究员和上海交通大学医学院曾凡一研究员领导的研究组合作完成的工作表明，利用iPS细胞能够得到成活的具有繁殖能力的小鼠，从而在世界上第一次证明了iPS细胞与胚胎干细胞具有相似的多能性。科学家表示，这一研究成果表明iPS干细胞或许同胚胎干细胞一样可以作为治疗各种疾病的潜在来源。
诱导的多能干细胞(iPS细胞)相关问题的临床问答
由于一 些 国家明确 反 对胚 胎
干 细 胞 研 究 ， 并 陆 续 宣布 禁止 胚 胎
பைடு நூலகம்
干细胞研 究 ， 使 国际上 干 细胞研 究
领 域最有前途 的研 究道路 被 逐 渐
堵 死 ， 许 多有 关 的 干 细 胞 研 究 处 于
进退 两难 的境地 ， 这 也 大 大打 击 了
一 些 国 家的 科 学 家对 于 干 细 胞 研
法 ， 这样得到的干 细 胞称为诱导多
功 能干 细 胞 ，
又
名
iP S
~
．
a
胞
。
这一
发
现 被 《自然 》 和 ((科 学》 杂 志 分 别
评 为2 0 0 7 年 第一 和 第二 大 科 学进
展 。 之 后 ， iP S 细 胞研 究迅 猛 发 展 ，
研 究 成 果 层 出 不 穷 。 科 学 家让 普 通
1 什 么是 i PS 技 术 ?
iP S 技 术 ， 即诱 导 多能性 干 细 胞 技术， 是一 种将分化 细胞重编程 为 类似 胚 胎 干 细 胞 的新兴 技 术 ， 它通 过 病毒载体 将 特定转 录 因子 组 合 转 入 被诱导细 胞 ， 使 其发 生 重编 程 。 i P S 细 胞 具 有 多 能 性 和 自我 更 新 的 能 力。
体 细胞
初 “
始化” ，
使其具备干 细胞
功能， 这就是
胞 “ iP S 细
” 。
“ i P S ~a
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 ， 因此 在
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
这种方法所受的启示来 源于“ ES细胞-体细胞 融合实验”。细胞的多 能性收到许多因子精密 而又复杂的调控。ES细 胞和体细胞融合后能诱 导体细胞核的重新编程， ES细胞中存在着一些因 子，这些因子对于多能 性的建立可能至关重要。
可编辑ppt
27
可编辑ppt
28
Ips细胞的研究概况（两个相关实验）
可编辑ppt
7
詹姆斯·汤姆森小 组的论文发表在 11月20日的《科 学》杂志上
可编辑ppt
8
俞君英是11月 20日《科学》 杂志论文的第 一作者
可编辑ppt
9
2006年8月，日本科学家山中伸弥小组首先在小鼠身上取得成功
可编辑ppt
10
诱导产生的多功能性干细胞
2006年，Takahashi 和 Yamnaka 将几个转录 因子导入已分化的小鼠皮肤成纤维细胞，进而 获得了类似于胚胎干细胞的多能性干细胞，称 之为“诱导产生的多功能性干细胞” （induced pluripotent stem cells,iPS细胞）。 这一研究明确地证实了分化的细胞可以通过少 数几个因子的外源导入而被重编程到具有多能 性的状态，因而受到了整个生命科学领域的广 泛关注。
可编辑ppt
Ips细胞
23
诱导多功能细胞
可编辑ppt
24
可编辑ppt
25
我们已经了解了体细胞重编程的原理和诱导多 功能干细胞的产生机制，下面让我们再深入了 解一下Ips细胞的研究概况和Ips细胞系建立的 一些重要环节。
可编辑ppt
26
Ips细胞的研究概况（研究方法）
这是一种具有很强创新性 的研究方法：通过外源 导入与多功能相关并且 能使重组细胞恢复全能 性的转录基因来诱导体 细胞核发生重新编程， 从而使体细胞转变成多 能性干细胞。
Ips细胞首先由科学家 Takahashi和Yamanaka在 2006年建立的。实验原理如 下：利用逆转录病毒载体在 小鼠成纤维细胞中导入了4个 与多功能性有关的基因： Oct4,Sox2,c-myc和Klf4。利 用多能性标志分子Fbx15的 表达对转染后的细胞进行了 筛选，最终的到了ips细胞， 这种细胞的功能和性能几乎 和胚胎干细胞一样。
可编辑ppt
13
1.1.DNA甲基化 1.2.合子型基因的重新激活，如：Oct-4
2.重塑核结构
主要有包括核纤层A、B、C三种 核纤层蛋白的重塑
可编辑ppt
14
可编辑ppt
15
3.细胞质重编程—miRNA
miRNA是决定细胞 分化方向的因子。
细胞中miRNA成分 的改变能提高细胞 对调节基因表达重 编程。
可编辑ppt
21
4.Klf4
Krueppel-like factor 4，KLF4上皮锌指转 录因子Klf4 (旧称 GKLF)调节体外细胞 的增生与分化
可编辑ppt
22
iPS细胞诱导机制
已 导入病 分 毒基因 化 的 Oct3/4、 细 Sox2、 胞 c-Myc和
Klf4
病毒逆转录
胚胎干细胞培 养条件和筛选
可编辑ppt
6
里程碑式的科学突破
2006年11月20日，日本京都大学的山中伸弥 （Shinya Yamanaka)和美国威斯康星大学的 詹姆斯·汤姆森（James Thomson）分别在 《细胞》和《科学》杂志上发表重量级论文， 宣布他们用基因改造的手段，将人类体细胞改 造成了类胚胎干细胞，在功能上几乎可以和胚 胎干细胞相媲美。
可编辑ppt
16
接下来，介绍一下体细胞重编程不经过胚胎逆转 为多能干细胞的方法之一：通过特定基因的表达 将体细胞重编程过程逆转为干细胞。“基因重新 编排技术”，借助“逆转录酶病毒”为载体,即 向皮肤细胞中植入一组4个基因 (Oct4,Sox2,cmyc和Klf4 )，通过基因重新编排，使皮肤细胞 具备胚胎干细胞的功能。这种被改造过的细胞称 作“iPS细胞”。
克隆的效率极低 产生的许多后代在各个阶段都体现出严重的发
育异常 由于需要卵母细胞，核移植实验在人类中的应
用受到强烈的伦理学质疑
这些不足，都制约了核移植技术的进一步发展 和应用。
可编辑ppt
4
将成熟的体细胞与多潜能的细胞
（ES细胞、胚胎癌细胞等）融合，或者 用胚胎干细胞提取物来处理体细胞，也 可以在一定程度上使体细胞发生重编程。
可编辑ppt
17
下面简单介绍一下这些研究中Fra bibliotek用到的多能性 相关因子Oct4,Sox2,c-myc和Klf4在多能性调 控中的作用。
可编辑ppt
18
1.Oct3/4
Oct-4（也称Oct-3）属于POU转录因子家族的一员 [1~3] 。
是哺乳动物胚胎发育的一个关键的调控因子。是全 能性的标志，它能够促使ICM形成、维持胚胎干细 胞未分化前状态并促进其增殖。
诱导产生多能性 干细胞的研究
里程碑式的科学突破
可编辑ppt
1
细胞重编程的 研究概况
可编辑ppt
2
核移植
核移植试验最初是在两 栖动物中实现的，通过 将体细胞核注入到去核 卵母细胞中。迄今，人 们已经获得了多种核移 植动物，也建立了来源 于核移植胚胎的胚胎干 细胞系。
可编辑ppt
3
体细胞核移植试验也具有很大的局限性
可编辑ppt
11
在研究诱导多功能性干细胞产生的原理机 制之前，先了解一下体细胞重编程逆转为 干细胞的研究进展
体细胞重编程的过程 体细胞重编程的原理 体细胞不经过胚胎逆转为多能干细胞的方法
可编辑ppt
12
成体细胞核的重编程
1.核重编程：核移植后供体核停止本身的基因 表达程序，恢复为胚胎发育所必需的胚胎化基 因表达程序状态。此过程包括：染色体结构重 建、DNA甲基化、组蛋白乙酰化、印记基因表 达、端粒长度恢复、X染色体失活等。
可编辑ppt
19
2.SOX2基因
SOX2基因是编码转录因子 的主控基因（master genes）家族的一个成员。 转录因子是些与DNA结合 并调节其他基因表达的蛋 白质
可编辑ppt
20
3.癌症基因c-MYC
癌症基因c-MYC，是 一种最容易过渡表现于 人类的致癌基因，它对 某些成体干细胞的自我 更新起一定的作用，并 可以抑制ES细胞的分 化。
利用这两种方法，可以实现某些多功能 性标志分子的重新表达和多种分化潜能 的获得。
但是，体细胞与多能性细胞的融合率较 低，融合之后的细胞具有两套染色体， 并且在移植后会发生排斥现象，这就制 约了细胞融合的临床应用。
可编辑ppt
5
有没有相对简单，又可摆脱材料 来源和伦理学诸多限制，重编程 的效率和程度都十分可观的新方 法呢？