诱导性多能干细胞_iPS_的应用和研究进展_吴双
ipsc细胞直径
ipsc细胞直径
一、IPSC细胞简介
诱导多能干细胞（Induced Pluripotent Stem Cells，简称iPSC）是一种通过转录因子或其他方法诱导的具有胚胎干细胞相似分化潜能的细胞。
自2006年首次成功诱导以来，IPSC细胞在再生医学、基因编辑和疾病模型等领域具有广泛的应用前景。
二、IPSC细胞直径的研究意义
IPSC细胞的直径是一个重要的生物学特性，影响着细胞的功能和命运。
细胞直径的测量和研究有助于深入了解IPSC细胞的生长、分化及其调控机制，为临床应用提供科学依据。
三、IPSC细胞直径的测量方法
1.显微镜观察：利用光学显微镜观察IPSC细胞，通过测量细胞直径来了解其生长状态。
2.细胞图像分析：采用细胞图像处理软件，对细胞图像进行处理和分析，从而获得细胞直径数据。
3.流式细胞术：通过流式细胞仪对IPSC细胞进行筛选和分类，获取细胞直径信息。
四、直径对IPSC细胞分化的影响
研究发现，IPSC细胞直径与其分化潜能密切相关。
细胞直径较大时，IPSC 细胞具有较高的分化潜能，反之则分化潜能较低。
因此，控制IPSC细胞的直径对于诱导其向特定方向分化具有重要意义。
五、总结与展望
总之，IPSC细胞直径的研究对于揭示细胞生长、分化和调控机制具有重要意义。
随着科学技术的不断发展，未来IPSC细胞直径的测量方法和调控策略将更加精确和高效。
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。
《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。
诱导多能干细胞简介
图B为iPSCs-RPE细胞片；图C为中央凹下方的细胞片（白 色箭头所指）；图D为术后第二天的细胞片（白色箭头所 指）
2014年9月15日，一名70岁的日本女患者成为全世界第一例接受诱导多能干（iPS）细胞移植手术的人 2017年3月28日，一名60多岁的日本男子成为了世界上首个接受异体诱导性多能干细胞（iPSCs）移植的人
Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4（山中因子）
生物技术概论
视频
周琪
曾凡一
• 2009年世界上首次证明，iPS细胞具 有与胚胎干细胞相似的全能性，能发
育成一个完整的生命体
用iPS细胞孕育出的小鼠“小小” 新华社发（周琪 摄）
生物技术概论
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高桥雅代（Masayo Takahashi）博士
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➢ 免疫排斥．从iPS细胞分化出的某些细胞中基因表达的改变会诱导T细胞的免疫 反应。
生物技术概论
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生物技术概论
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iPS细胞未来的研究方向
➢ 解析诱导体细胞重编程为iPS细胞的分子机制。 ➢ 研究iPS细胞生物学特性和体外定向诱导分化机制。 ➢ 提高iPS细胞制备效率，建立高效、安全、实用的制备人从受精卵到有着16个细胞的桑椹胚时期，每个细胞都可发育成 完整的个体，称为全能干细胞。
生物技术概论
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生命时钟能否逆转？
生物技术概论
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小鼠成纤维细胞
诱导多能干细胞(iPS Cell)
2012年诺贝尔奖获得者——山中伸弥 （Shinya Yamanaka）
Cell 126, 663–76 (2006)
生物技术概论 第三章 细胞工程 视频 诱导多能干细胞简介
生物技术概论
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人诱导干细胞ipsc检测标准_概述说明以及解释
人诱导干细胞ipsc检测标准概述说明以及解释1. 引言1.1 概述人诱导干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSC）是一种在体细胞经过基因重编程而得到的多能干细胞，在医学和生物学领域引起了广泛的兴趣和研究。
iPSC具有与胚胎干细胞相似的自我更新和分化潜能，同时又避免了使用胚胎来源的争议。
这使得它们成为研究人类发育、疾病机制以及药物筛选与治疗等方面的理想模型。
1.2 文章结构本文旨在对人诱导干细胞检测标准进行全面、系统性的概述和解释。
文章分为五个部分：引言、人诱导干细胞的概述、人诱导干细胞检测的重要性与挑战、已有的人诱导干细胞检测标准概述与解释以及结论与展望。
在第二部分中，我们将介绍人诱导干细胞（iPSC）的定义、背景、特点和应用，以及制备方法和技术发展历程。
这将为后续对其检测标准进行分析和评估提供必要的背景知识。
第三部分将讨论人诱导干细胞检测的重要性和意义，以及当前面临的问题和挑战。
我们还会对未来人诱导干细胞检测标准的发展进行展望，探讨可能出现的改进方向和趋势。
在第四部分中，我们将概述已有的国际标准和相关文献，并介绍主流实验方法和技术指南。
同时，我们也会分析这些检测标准在实际应用中存在的局限性，并提出改进措施建议。
最后，在结论与展望部分，我们将对人诱导干细胞检测标准进行总结和评价，并展望其未来的研究方向与发展趋势。
同时，我们还将讨论人诱导干细胞检测标准对相关领域的影响和应用前景。
1.3 目的本文旨在全面了解并解释人诱导干细胞（iPSC）的概念、特点及其制备方法，并重点关注目前人诱导干细胞检测所面临的挑战和问题。
通过梳理已有的检测标准，分析其在实际应用中的限制，并提出改进措施建议。
最后，对人诱导干细胞检测标准未来的发展方向和应用前景进行展望，为相关研究领域提供指导与参考。
2. 人诱导干细胞（iPSC）的概述2.1 iPSC的定义和背景人诱导干细胞（induced pluripotent stem cells，简称iPSC）是一种通过重编程成体细胞回退到多能性状态而获得的多潜能干细胞。
诱导型多能干细胞通过修复ZO-1蛋白改善脓毒症小鼠肠黏膜通透性和细菌移位
诱导型多能干细胞通过修复ZO-1蛋白改善脓毒症小鼠肠黏膜通透性和细菌移位徐嘉;詹蔚;江仁;刘志豪;杨春华;廖瑾莉;詹红;熊艳【摘要】[目的]探讨诱导型多能干细胞(iPS-MSC)对脓毒症小鼠肠黏膜通透性的改善作用和对肠道菌群移位的影响.[方法]采用尾静脉注射脂多糖(LPS,10 mg/Kg)建立小鼠脓毒症模型.常规培养及传代iPS-MSC.在脓毒症建立2h和6h经小鼠尾静脉注射进行治疗干预(1×106/只).利用基因重组技术制备新质粒pET28b(+)-EGFP,转染大肠杆菌,并在脓毒症后连续2d予小鼠进行灌胃处理.在脓毒症发生72 h后,取各组小鼠腹水及肠系膜淋巴结匀浆于Kan抗性的LB培养基培养鉴定,计算和比较菌群负荷.通过透射电镜观察小鼠小肠黏膜上皮细胞超微结构的变化.Western blotting法检测各组小鼠肠黏膜ZO-1蛋白的表达.荧光显微镜下观察带有GFP绿色荧光蛋白的ips-MSC在损伤肠黏膜的移行和归巢情况.[结果]成功构建表达绿色荧光的重组大肠杆菌pET-28b(+)-EGFP作为实验用示踪菌.灌胃处理后,ips-MSC 治疗的小鼠腹水和肠系膜淋巴结的示踪菌的菌负荷较脓毒症组明显降低,其中ips-MSC 2 h治疗组较6h治疗组降低的更明显.透射电镜观察发现脓毒症小鼠肠系膜上皮细胞间紧密连接结构破坏,细胞间缝隙增宽,而经iPS-MSC治疗的小鼠细胞间紧密连接结构破坏明显改善,在2h治疗组表现更为明显,伴随紧密连接蛋白ZO-1的表达水平升高.[结论]静脉注射iPS-MSC能够向脓毒症小鼠损伤的肠黏膜移行,通过提高连接蛋白ZO-1的表达,修复紧密连接,改善脓毒症小鼠肠黏膜的通透性,减少脓毒症时肠道菌群的移位.【期刊名称】《中山大学学报（医学科学版）》【年(卷),期】2016(037)005【总页数】8页(P678-685)【关键词】诱导型多能干细胞;脓毒症;肠黏膜通透性;紧密连接;ZO-1蛋白【作者】徐嘉;詹蔚;江仁;刘志豪;杨春华;廖瑾莉;詹红;熊艳【作者单位】中山大学附属第一医院急诊科,广东广州510080;中山大学附属第三医院急诊科,广东广州510080;中山大学附属第一医院急诊科,广东广州510080;中山大学附属第一医院急诊科,广东广州510080;中山大学附属第一医院急诊科,广东广州510080;中山大学附属第一医院急诊科,广东广州510080;中山大学附属第一医院急诊科,广东广州510080;中山大学附属第一医院急诊科,广东广州510080【正文语种】中文【中图分类】R363.21脓毒症是常并发于创伤、手术、感染、休克等，是目前临床常见的危急重症之一，死亡率高，救治困难［1］。
诱导多能干细胞研究进展
诱导多能干细胞研究进展罗庆;宋关斌;袁琳【期刊名称】《生物技术通报》【年(卷),期】2009(000)007【摘要】用4个外源基因从完全分化的人成纤维细胞诱导获得了具有胚胎干细胞特性的诱导多能干细胞(iPS细胞),成功逆转了细胞单向发育的规则,取得了细胞重编程和干细胞研究中的重大突破.围绕c-Myc基因和基因载体、诱导效率和外源基因替代因子等方面的研究内容,综述了自2007年人iPS细胞构建至今,国内外在改进iPS细胞诱导方法上的主要研究进展.%The findings of induced pluripotent stem cells (iPS cells) reserved the developmental arrow of cells and considered a great breakthrough of reprogramming and stem cell researches. The research progress of the method improvement of iPS induction were reviewed and three aspects of researches including c-Myc gene and vectors, inductive efficiency as well as candidates for exogenous gene replacement were focused.【总页数】4页(P5-7,11)【作者】罗庆;宋关斌;袁琳【作者单位】重庆大学生物工程学院,生物流变科学与技术教育部重点实验室,重庆,400044;重庆大学生物工程学院,生物流变科学与技术教育部重点实验室,重庆,400044;重庆大学生物工程学院,生物流变科学与技术教育部重点实验室,重庆,400044【正文语种】中文【中图分类】Q2【相关文献】1.人类诱导多能干细胞在帕金森病治疗中的研究进展 [J], 甄隽颖; 郑晓丹2.诱导多能干细胞向心肌细胞分化的研究进展 [J], 李星;谭敦勇;郭惠明;赵明一;朱平3.诱导多能干细胞治疗青光眼的研究进展 [J], 谈思益4.人诱导多能干细胞分化来源心肌细胞特征及促成熟方法研究进展 [J], 刘明璐(综述);王伟;付炜(审校)5.诱导多能干细胞移植治疗脊髓损伤的研究进展 [J], 范佳俊;王君杰;陈烽;陈哲因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
生物工程知识：细胞重编程——人类细胞再生的前沿技术
生物工程知识：细胞重编程——人类细胞再生的前沿技术细胞重编程是指通过在体外对人类细胞的基因进行改造，使这些细胞重新回到胚胎干细胞的状态，从而实现再生，也被称为iPS技术（induced pluripotent stem cell，诱导多能干细胞技术）。
iPS技术的诞生源于对干细胞的研究。
干细胞是一类特殊的细胞，它们拥有相当多的特征，如自我复制、分化和自我更新能力。
干细胞能够分化成多种细胞，有望成为治疗不同疾病所需要的种种细胞。
然而，从人体内获取干细胞并不容易，因此科学家开始探索如何将非干细胞转化成干细胞的方法。
2006年，著名的日本细胞学家山中伸弥（Shinya Yamanaka）利用质粒质谱技术和代码重编程的思想，将人普通成体细胞重编程为胚胎干细胞样细胞，而获得最早的iPS细胞，这项技术也被誉为生命科学的里程碑。
细胞重编程技术为人类的再生医学打开了无限可能，不仅能避免胚胎干细胞研究引发的伦理问题，还可以避免种种致命的安全隐患。
此外，此技术使用的细胞可以来源自患者自身身体不同部分的细胞，比如皮肤和其他组织细胞，这意味着细胞在治疗中几乎是无限制使用的。
细胞重编程技术正在被广泛应用于临床治疗疾病。
通过将全身病人的细胞重编程成干细胞，使它们分化出所需的细胞，并将它们重新注入病人体内，医生可以治疗众多分化障碍和器官疾病。
这种治疗方式可行性已经在实践中得到证明，最受欢迎的使用是治疗心脏和神经损伤，这些损伤是因生理/外伤等因素导致的细胞缺失。
随着技术的进步，细胞重编程就像一座新的桥梁，加速了再生医学领域的发展。
但是，这项技术仍处于不断发展和完善的阶段，它依然存在着一些限制和挑战。
例如，细胞重编程有一定的安全隐患，因为这种技术常常使用病毒输送基因，并且很难保证细胞重编程期间产生的iPS细胞不会突变。
因此，有必要进行深入的研究，以确保治疗安全。
细胞重编程技术的另一个潜在限制是高昂的成本。
当前，iPS细胞的制备仍需要较高的技术水平和昂贵的药品，这可能使治疗的成本成为制约因素。
iPS
IPS Daniel章节z细胞潜能性与应用z IPS发展历程z鉴定方法z小鼠IPS制备方法细胞分化潜能性ES 应用前景ES临床应用的潜在问题Graft-versus-host disease Immune rejection新的突破-诱导性多潜能干(iPS)细胞系IPS的发展历程z2006. 日本科学家Yamanaka 首次通过使用逆转录病毒转导Oct4, Sox2,c-myc 和Klf4到小鼠Fbx5+成纤维细胞，将其诱导成为IPS细胞。
IPS的发展历程z2007年六月，Yamanaka 和来自哈佛、MIT、加利福利亚、洛杉矶大学的其他两个小组将Nanog替代Fbx5后成功诱导出能够形成嵌合体小鼠的IPS。
IPS的发展历程2007James Tmoson OCT4SOX2 z年11月，James Tmoson使用慢病毒转导OCT4, SOX2, NANOG, LIN28 到人成纤维细胞，成功诱导出IPS细胞；z同一个月，Yamanaka使用逆转录病毒转导Oct3/4, Sox2, Klf4,和c-Myc到人成纤维细胞，也成功诱导出IPS细胞IPS的发展历程Hochedlingerz Hochedlinger 研究小组使用腺病毒载体将相同的4个基因转导到小鼠的皮肤和肝脏细胞，成功诱导出IPS细胞。
z Yamanaka重复转染携带Oct3/4, Sox2, and Klf4的一个质粒和另外个表达Myc的质粒到小鼠胚胎成纤维个质粒和另外一个表达细胞，成功诱导出IPS细胞，没有整合现象。
IPS 的发展历程z2009, Sheng Ding 使用poly argine 重组蛋白成功诱导,g g p y g 出小鼠IPS 细胞z 直接使用FGF2和低氧也同样能够诱导出IPS 细胞接使用低氧样能够诱胞IPS相关基因的作用z Oct-3/4和Sox 家族的几个个成员(Sox1, Sox2, Sox3, and Sox15) 已经被认为是体细胞Sox2,Sox3,and Sox15)诱导成为IPS的关键转录调控因子。
诱导多能干细胞的制备及其应用进展
诱导多能干细胞的制备及其应用进展张爱珍;温宗壮;姜文杰;宗文;高建刚;赵晶【摘要】本文介绍了诱导多能干细胞（ iPS）制备、来源，外周血诱导制备iPS 的优势，iPS在人类疾病模型、再生医学和药物研发领域的应用，以及目前iPS研究存在的问题。
认为iPS的产生是生命科学研究的重要成果，未来iPS技术的不断完善对临床多种疾病的治疗有重要意义。
【期刊名称】《山东医药》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】4页(P99-102)【关键词】诱导多能干细胞;胚胎干细胞;外周血细胞;疾病模型;再生医学;药物研发【作者】张爱珍;温宗壮;姜文杰;宗文;高建刚;赵晶【作者单位】山东大学生命科学学院，济南250100;山东大学生命科学学院，济南250100;山东大学生命科学学院，济南250100;山东大学生命科学学院，济南250100;山东大学生命科学学院，济南250100;山东大学生命科学学院，济南250100【正文语种】中文【中图分类】R394.2全能干细胞是指一类具有潜在的分化成不同种类细胞(如肌细胞、神经细胞甚至是生殖细胞)能力的细胞。
胚胎干细胞(ES)是一类来源于囊胚期内细胞团的全能性细胞，可以产生任意类型的细胞来满足不同的应用需求。
然而，由于细胞来源的伦理问题和细胞治疗中免疫排斥反应，人类ES的研究和临床应用受到限制。
2006年，有研究者[1]通过过表达几种转录因子得到了诱导多能性干细胞(iPS)。
iPS没有伦理上的争论，具有跟ES相同的自我更新和多能性，故此项研究获得2012年诺贝尔医学生理学奖。
本文就iPS的发展和其在药理学和医学上的应用综述如下。
2006年，有研究者[1]选取了24种ES中重要的转录因子基因作为重编程候选因子。
这些候选因子的不同组合按顺序导入小鼠胚胎成纤维细胞，通过Fbx15-Neo 表达系统来筛选适当的重编程因子。
如果这些候选基因能够重编程这些成纤维细胞，具有G418抗性的干细胞样克隆大约在2周后出现。
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生物杖术通报#稼述与专论#丑云口2百C日脚刀乙OGYBULLE刀份2(X拍年增刊
诱导性多能干细胞(iPS)的应用和研究进展
吴双张飞云(首都师范大学生命科学学院,北京l加以8
摘典:体外诱导人类体细胞转变为多能干细胞与传统的胚胎干细胞研究相比,相对简单,摇脱了材料来派和伦理学的诸多限制,因而引起了生命科学领城一次巨大的革命,尤其在医学上进步显著,被用于治疗遗传病!研究发病机制!利用息者自身细胞治疗疾病等方面"虽然目前对诱导性多能干细胞的应用和进展成果显著,但仍存在一系列互待解决的问越,包括转史机理!安全性和效率低下等问题"本丈重.点阐述此项技术在医学上的应用和进展,以及仍然存在的问题和突破"关挂词:诱导性多能干细胞t编程分化
乃附greSandAPPncationonInducedPluripotentStemCeu.wuShUangzhimgFelyun留甲蒯Nor爪以刀栩加ers如肠恢乎ofL诉反坛二es100048少
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2(X)7年以来,Science,Nature,Cel等发表了一某些遗传性疾病"目前,获得具有类似ES细胞多系列关于体外诱导体细胞转变为诱导性多能干细向分化潜能特性的多能干细胞的方法有:体细胞胞(indueedpluripotentstemeell,i邢细胞)的论文"核移植(somaticeellnueleartr.侣fer,SCN叨!细胞融Science在其2(X)8年度十大科学进展名单中更是把合!体外培养,以及转录因子诱导等"由于对ES细体细胞重编程为iPS细胞的相关研究放在第一位,胞的研究面临许多难题和争议,并涉及伦理问题"可以看出其重要性"尽管如此,将体细胞诱导重编程为多能干细胞,成胚胎干细胞(emb尽onicstemcel,ES细胞)具为人们研究的重点"虽然目前对诱导性多能千细胞有分化为各种细胞类型的多能性和体外不断扩增的应用和进展成果显著,但仍存在一系列觅待解决的能力"胚胎干细胞不仅是研究发育生物学的有力的问题"本文简要介绍了该领域的研究基础)细工具,还可用于研究疾病的发生机制!药物筛选与胞重编程技术的发展,详细阐述诱导性多能干细胞药物研发等,在临床医学上可用于移植治疗和治疗的研究进展和对存在问题的突破"
收稿日期二2(X玲一04一28墓金项目:国家自然科学基金面上项目(30571010)作者简介:吴双(1984一),女,在读硕士研究生,从事植物病毒学研究;E一口山>:sbua理油uar堪.钊@切口.~通讯作者:张飞云硕士生导师,从事植物分子生物学和病毒学研究;E一目>:fei扣n3翰126.~25兀旧年增刊昊双等:诱导性多能干细胞(iPS)的应用和研究进展裹,细胞,编程方法及存在问瓜名称方法问题体细胞核将体细胞核注人到去核效率极低;移植(克隆)卵母细胞中卜3]后代发育不正常现象比较常见;孺要使用卵母细胞涉及伦理问题细胞融合将成熟体细胞与多能性细胞融合,融合率较低;杂交细胞或用胚胎干细胞提取物处理细胞l4]多出一套染色体,限制在临床上的应用体外培养由某些类型的细胞在体普遭性和稚定性较低外培井时自发产生131
1细胞孟编程发展概述细胞重编程(RenrogrammingCells)指的是分化的细胞在特定的条件下被逆转后恢复到全能性状态,或者形成胚胎干细胞系,或者进一步发育成一个新的个体的过程"自然情况下,重编程发生于具有再生能力的器官中,也可以通过体细胞核移植!细胞融合!以及体外培养等技术诱导发生,但均存在很多问题和争议(表1)"1998年11月,威斯康辛州的科学家们宜布他们培育出了人体胚胎干(hES)细胞,这种细胞有潜力在体内发育成任何细胞类型"但是ES细胞研究面临着许多难题和争议,主要包括以下几个方面:(l)供体卵母细胞的来源困难,ES细胞建系效率低"在一项美国学者的研究中,来自12名供卵者的162个卵母细胞最终仅建立了3个ES细胞系l.]"(2)免疫排斥反应"虽然ES细胞有望作为细胞治疗中供体细胞的来源,但仍面临细胞移植后发生免疫排斥的危险"(3)ES细胞具有成瘤性"移植到受体的体内后有发展为肿瘤的可能性17一"(4)体外保持ES细胞全能性的条件非常复杂"(5)伦理学争论"与上述困难相比,伦理问题是ES细胞研究面临的最大障碍,由于ES细胞研究必须摧毁人类早期胚胎,这些已经触及了人类伦理观念甚至宗教和法律问题,从而引起社会各界激烈的争议,包括美国在内的很多国家都颁布了政治决策限制科学家对人体胚胎干细胞的研究"因此,需要找到一种替代途径摆脱这些问题"2(X拓年,日本京都大学Yaln~ka=l0]研究小组报告说他们发现了一个能避开人体胚胎干细胞实际与伦理问题的可能方法"他们采用体外基因转染技术,从24个因子中筛选出oct4,SoxZ,"一Myc,幻必等4个转录因子,通过逆转录病毒将上述4个转录因子导人胚胎小鼠成纤维细胞或成年小鼠尾部皮肤成纤维细胞,得到了外表和作用与胚胎干细胞极其相似的新细胞"他们把这些新细胞称作诱导性多能干细胞(iPS)"这种新方法与上述几种方法相比,相对简单,摆脱了材料来源和伦理学的诸多限制,因而引起了生命科学领域一次巨大的轰动"2诱导性多能干细胞的研究进展及应用诱导性多能干细胞的出现为干细胞研究领域带来新理念和新技术,近2年来成绩显著,尤其在医学上进展尤为突出"2.1遗传病治疗H~etal近期已经进行了iPS细胞应用基础研究的首次尝试,利用人类镰状细胞性贫血的小鼠动物模型,取其尾尖部皮肤的成纤维细胞,通过导人oct4!阮xZ!K>f4及"一MyC基因,获得自体i玲细胞;进一步采用基因特异性打靶技术对人类镰状血红蛋白等位基因进行纠正后,将体外培养的自体iPS细胞诱导为造血干细胞,移植后可治疗动物模型的镰状细胞性贫血"此外,人类i巧细胞目前可能用于制备疾病的新模型以研究发病机制,还可能用于药物研发中以鉴定药物治疗反应叫"2.2研究发病机制近ro年来,研究干细胞的生物学家一直在寻找一种方法,用患有难以研究的疾病的患者身上的细胞制造长期生存的细胞系(大多数成熟细胞在培养皿中不能成活,所以直接从患者身上提取用于研究的细胞无法成活)"今年,有两个研究小组实现了这个目标"其中一组从一位82岁的肌萎缩性脊髓性肠杖术透橄习勿姗如叨城盯2仪为年增刊
侧索硬化症(又称路格里克氏病,是一种退化性疾病,袭击运动神经元,造成逐渐瘫痪)女患者身上提取了皮肤细胞,然后制造出了细胞系"科学家们然后引导i玲细胞形成了两种最受这种病影响的细胞:神经元和神经胶质"仅一周后,另一组报告说他们为10种疾病的患者最身培养了i巧细胞系,包括肌肉萎缩症!I型糖尿病!唐氏综合症等"这10种病中很多都很难!甚至不可能用动物模型进行研究;而诱导性多能干细胞为科学家们研究疾病的分子基础提供了新工具"这些细胞也许还将对候选药物的筛选有所帮助"最终,这些技术也许可以让科学家们在培养皿中修正基因缺陷,然后用修复了的自身细胞为患者治疗l/一"2.3用患者自身细胞治疗疾病08年发表的另一篇文章提出,再编程的出路并不一定要回到胚胎状态,而可以让细胞直接变成另一种新的细胞"美国研究人员用小鼠做实验,把成熟的腆腺细胞(又称外分泌细胞)再编程为胰岛日细胞,这种被l型精尿病破坏的细胞在胰腺中产生胰岛素"该研究小组把三种病毒的混合剂注人成年鼠的胰腺内"这三种病毒主要感染外分泌细胞,每个病毒携带有一种已知在p细胞发育过程中起作用的基因"几天内,小鼠体内形成了能制造胰岛素的细胞,这种细胞的外表和作用可与真的日细胞媲美l,3,"这个研究结果出人意料,因为在生物体内,分化了的细胞几乎从来不改变发展方向,比如从肌细胞变成肺细胞"然而,这种细胞的直接再编程对治疗某些疾病来说,也许比采用多能干细胞更简单!更安全"这项技术也许能使科学家们加快在实验室培养所需细胞类型,用确定的因子把培养的一种细胞变成另一种"3存在问厄及突破尽管2(X)8年研究人员取得了很多进展,要把细胞再编程用于治疗疾病还需要更多一些突破"为了使细胞再编程足够安全!能用于细胞疗法,研究人员必须找到一种高效!可靠的方法来引发细胞再编程"他们还要确切地搞清楚这个过程是如何进行的"3.1转录因子导致细胞发生重编程的机理尽管几十个实验室已经采用了这一技术,再编程过的细胞内部到底发生了什么仍然是个谜,似乎
一些偶然事件的组合决定了哪些少数细胞最终会被再编程"目前一个主要理论认为一些再编程因
子首先帮助松动细胞核内的DNA,使重新激活关闭的基因变得更容易"随后,其它因子帮助引发一个给细胞新身份的蛋白信号级联发生=体16"确肠teheadl川生物医学研究所联合麻省理工生物系的科学家对干细胞的定向发育DNA调控机制又有新发现,研究者在ES细胞定向各谱系发育的过程中发现,HZAZ在多个靶位基因中发现有丰富的表达量"他们从基因组学的水平分析HZAZ,新的研究结果表明HZAZ的作用模式与PcG(Poly.
combgrouP)蛋白SuslZ惊人的相似,它们是某些重要的基因的启动子蛋白"研究小组用RNAi技术来
研究两个蛋白的功能,结果发现HZAZ与PcG蛋白是独立执行功能的蛋白,对靶基因的表达具有重要的调控作用"更值得关注的是,HZAZ蛋白是调控胚胎干细胞分化的关键因子"HZAZ蛋白在某一特别的细胞亚类中的表达量十分高,这表明HZAZ蛋的分配量是影响细胞命运关键蛋白"因此说,HZAZ与PcG蛋白在干细胞的分化过程中起关键的作用,它们通过调节基因表达来促进胚胎干细胞分化"3.2安全性最初的再编程方法靠病毒把再编程基因擂人受感染细胞的基因组,从而永久地改变其DNA"科学家们对这种方法比较担心,原因有几个"第一,插人的基因可能会打断体细胞正常的基因,例如防庙基因,导致细胞容易形成肿瘤"尽管擂人的基因似乎在再编程结束后自动关闭!让细胞自身的基因接管,科学家们仍然担心插人的基因会再激活或者对细胞产生其它徽妙的影响"由于这个原因,世界各地的实验室都在寻找其它方法来引发细胞再编程"今年科学家们取得了迅速进展"有几个研究小组发现可以用化学品代替某些插人基因118"另一个小组发现至少在小鼠细胞上也可以用膝病毒做载体tlg]"腺病毒是导致常见感冒的一种病毒,并不将自己插人基因组"腺病毒足够长时间地表达插人的基因,将细胞再编程,但是随