诱导性多能干细胞的研究进展

诱导性多能干细胞(induced p luripotent stem cells,iPSCs)是通过基因转染技术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,ES)样的多潜能细胞.由于其在生物医药及临床方面的广阔前景,许多研究人员都开始着手进行iPSCs的研究.现主要就iPSCs制备方法的优化及病人特异iPSCs系的建立,定向分化,在人类疾病中的应用进行综述.     

诱导性多能干细胞研究进展及应用前景

将体细胞或成体干细胞重编程转变为诱导性多能干细胞(iPSCs)技术是近年来再生医学领域的重大进展。它是通过人工方法将适当的外源性转录因子导入体细胞或成体干细胞,使体细胞或成体干细胞转化为具有无限增殖潜能和定向分化能力、类似于胚胎干细胞的一类"人造干细胞"。来源于特定患者体细胞的iPSCs为医学研究提供了强有力的工具,并有可能为损伤修复的替代治疗提供细胞来源。现重点讨论iPSCs在重编程过程中最新研究进展并概述了iPSCs的临床应用前景。     

细胞移植治疗多发性硬化的研究进展

多发性硬化(MS)是以中枢神经系统白质脱髓鞘病变为特点,导致神经系统功能缺失的疾病,发病年龄多在20～40岁,女性多见,具有高致残率、高复发性的特点。动物实验中,将神经系统参与髓鞘形成的细胞植入脱髓鞘部位,取得了一定的治疗效果。用于移植的细胞主要有少突胶质前体细胞、神经膜细胞、嗅鞘细胞、骨髓基质细胞等。目前,应用细胞移植治疗脱髓鞘疾病仍存在诸多不足。     

诱导性多能干细胞相关基因Oct4、Sox2、Nanog的研究进展

诱导性多能干细胞(iPSCs)是将转录因子转入已分化的体细胞中,使其重编程而得到的类似胚胎干细胞(ESCs)的一种细胞类型。iPSCs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ESCs相似。iPSCs细胞假说一经提出,使得相关基因(如Oct4、Sox2、Nanog等)再次成为基础研究和基因治疗的重要选择。     

诱导多能干细胞分化为胰岛β样细胞的研究进展

人类诱导多能干细胞(iPSCs)是通过体外基因转染、小分子化合物处理等方法诱导体细胞重编程而获得的类似胚胎干细胞的多能性干细胞,在体外将其诱导为有分泌胰岛素功能的具有3D结构的胰岛β样细胞进行移植治疗糖尿病,可以较好地解决既往成体胰岛移植所面临的伦理、来源受限等诸多难题。人类iPSCs诱导分化成胰岛β样细胞需内外因子体外联合调控,但目前尚无统一标准诱导方法大量并稳定的获得胰岛β样细胞,且存在致瘤风险及免疫排斥两大关键问题。因此,iPSCs来源的胰岛β样细胞移植治疗糖尿病是未来亟待解决的重点和难点问题。     

诱导多能性干细胞在心脏疾病领域的研究和应用

诱导多能性干细胞（induced pluripotent stem cells,iPSCs）是一种类似于胚胎干细胞（embryonic stem cells,ESCs）的、具有自主增殖和分化能力的多能性干细胞。iPSCs可以由各种不同动物的不同体细胞重编程转化而来,能增殖并分化成各种体细胞,其中包括具有收缩和兴奋功能的心肌细胞。截止目前,iPSCs分化的心肌细胞主要用于以下几个方面：     

少突胶质细胞前体细胞移植治疗中枢神经系统脱髓鞘疾病的研究进展

脱髓鞘疾病是一类以髓鞘脱失为主要特征的神经系统疾病.脱髓鞘疾病可严重影响患者生活质量,并且目前鲜有令人满意的治疗方法.少突胶质细胞前体细胞(oligodendrocyte precursor cells,OPCs)是存在于中枢神经系统(central nervous system,CNS)中,具有迁移、增殖及分化为成熟少突胶质细胞(oligodendrocytes,OLs)能力的前体细胞.OLs是CNS中的成髓鞘细胞,因此OPCs与CNS中髓鞘的发生和损伤后再生都密切相关.近些年对OPCs发育和分化分子基础研究的深入直接推动了利用多能干细胞定向分化以及体细胞谱系重编程等手段获得OPCs的进步,使OPCs移植成为可能治疗CNS脱髓鞘疾病的新方法.本文对近些年的相关研究进行了综述.     

诱导性多潜能干细胞滋养层制备条件的实验研究

目的制备小鼠胚胎成纤维细胞（Mouse Embryonic Fibroblasts,MEFs）滋养层,用于诱导性多潜能干细胞（Induced Pluripotent Stem Cells,iPSCs）的体外培养。方法取13.5～15.5天胎龄的胎鼠,采用组织消化法分离原代培养成纤维细胞,对MEFs的生长形态、生长曲线进行观察。采用10μg/ml丝裂霉素C预处理P2～P3代MEFs 2～3h制备出细胞滋养层,在该滋养层上进行iPSCs培养,观察iPSCs的集落生成情况,并行碱性磷酸酶细胞染色。结果 MEFs经丝裂霉素C预处理后细胞既不增殖,也不会死亡,仍保持分泌多种生长因子的能力。iPSCs在MEFs滋养层上生长良好,类似于胚胎干细胞一样能形成＂鸟巢＂状集落,并可维持iPSCs正常形态,抑制其分化而不影响活力,碱性磷酸酶染色阳性。结论利用诱导性多潜能干细胞滋养层方法制备的细胞滋养层,能有效支持iPSCs的生长,为进一步开展iPSCs的研究提供了理论依据和实验基础。     

利用piggyBac转座子构建小鼠诱导性多能干细胞及其鉴定

目的：利用 piggyBac 转座子载体携带鼠源 Oct4、Sox2、Klf4 和c-Myc 4 个核转录因子,重编程胎鼠成纤维细胞（MEFs）为诱导性多能干细胞（iPSCs）,并探讨其作用效果。方法：分离Oct4-GFP小鼠的 MEFs,将携带鼠源 Oct4、Sox2、Klf4、c-Myc等4个基因的piggyBac 转座子转入至MEFs;观察iPSCs克隆形成过程的形态表现;分析iPSCs染色体组成,评价iPSCs的核型变化。RT-PCR法检测小鼠iPSCs中胚胎干细胞（ESCs）相关基因Oct4、Nanog和FGF4的表达;免疫荧光、碱性磷酸酶染色和流式细胞术检测小鼠iPSCs中SSEA-1和Nanog蛋白表达。将iPSCs接种到NOD-SCID小鼠腹股沟进行畸胎瘤实验,4周后取畸胎瘤制备组织切片进行HE染色,观察组织分化情况。结果：通过piggyBac转座子成功构建iPSCs,其具有正常的核型,形态与小鼠ESCs相似,克隆边界清晰、呈圆形或卵圆形,克隆内细胞致密、核大。RT-PCR 和免疫荧光染色分析,iPSCs可表达多能性基因和蛋白（Oct4、Sox2、Kif4和c-Myc）。在免疫缺陷小鼠体内接种iPSCs可形成具有3个胚层组织的畸胎瘤。结论：以piggyBac转座子为载体将Oct4、Sox2、Klf4 和c-Myc 4个转录因子基因导入MEFs,可以成功诱导MEFs成为具有ESCs特征的正常核型iPSCs。     

神经系统疾病的基因治疗

神经系统疾病的基因治疗姜亚军丁德云审校浙江医科大学神经生物学实验室３１０００９何家声南京铁道医学院神经内科２１０００９基因治疗是指应用基因工程和细胞生物学技术，将功能正常的基因转移到病变细胞或者体细胞中，通过导入基因的表达，补充或修正丧失正常功能蛋白...     

人类3D大脑类器官研究进展

人类3D大脑类器官为研究人脑发育和神经系统疾病提供了新的模型。体外培育的人类3D大脑类器官主要是由人多能干细胞（human pluripotent stem cell,hPSC）,包括人胚胎干细胞（embryonic stem cell,ESC）和诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cell,iPSC）分化而来。iPSC重编程技术与3D大脑类器官技术相结合,可以获得来自患者的iPSC并分化成包括神经元及大脑类器官在内的几乎任何人体细胞或组织,是动物实验向临床试验转化的桥梁。本文回顾了从多能干细胞技术到3D大脑类器官诞生并发展的历程,介绍了以3D大脑类器官为工具构建脑发育和神经系统疾病的研究模型,讨论了大脑类器官在其他方面的应用和相关技术的研究进展,并分析了3D大脑类器官的局限性及其未来可能的发展方向。     

Reprogramming of adult human neural stem cells into induced pluripotent stem cells

Background Since an effective method for generating induced pluripotent stem cells (iPSCs) from human neural stem cells (hNSCs) can offer us a promising tool for studying brain diseases,here we reporte...     

人脑类器官在神经发育疾病研究中的应用

人脑类器官是由人多能干细胞(hPSC)包括人胚胎干细胞(hESC)和人诱导多功能干细胞(hiPSC)衍生而来的三维组织,能模拟人大脑的结构和功能,作为神经发育疾病的体外研究模型独具优势。本文将对神经疾病体外模型建立和发展的历程、脑类器官在神经发育疾病研究中的应用、相关前沿技术和脑类器官技术的结合等进行综述和展望。     

Induction of dental pulp-derived induced pluripotent stem cells in the absence of c-Myc for differentiation into neuron-like cells

BackgroundA recent research breakthrough has demonstrated that the ectopic expression of four genes is sufficient to reprogram human fibroblasts into inducible pluripotent stem cells (iPSCs). However, whether human dental pulp cells (DPCs) could be reprogrammed into iPSCs remains an open question. In this study, we demonstrated that DPCs from deciduous and permanent teeth can be reprogrammed into iPSCs without c-Myc and had the capacity to differentiate into neuron-like cells.MethodsDPCs were obtained from donors and reprogrammed into iPSCs using retroviral transduction with SOX2, OCT4, and KLF4. Then, these iPSCs were differentiated into neuron-like cells. Microarray and bioinformatics were used to compare the gene expression profile among these iPSCs and iPSC-derived neuron-like cells.ResultsThe DPCs displayed a high vitality and capability to quickly restart proliferation and expressed elevated pluripotency similar to mesenchymal stem cells. According to our results, DPC-derived iPSC colonies that could be subcultured and propagated were established as early as 10 days after transduction, in comparison with the skin fibroblast (DPC-derived iPSCs) without c-Myc presented embryonic stem cell-like properties and the pluripotent potential to differentiate into neuron-like cells, which resemble neurons both morphologically and functionally.ConclusionThe human DPCs from deciduous and permanent teeth can undergo reprogramming to establish pluripotent stem cell lines without c-Myc. These surgical residues, usually regarded as medical waste, can be used as an alternative source of pluripotent stem cells for personalized medicine.     

Induced pluripotent stem cells and hepatic differentiation

Induced pluripotent stem cells (iPSCs) are generated by reprogramming somatic cells to a pluripotent state by the introduction of specific factors. They can be generated from cells of different origins, such as fibroblasts, keratinocytes, hepatocytes, and blood. iPSCs are similar to embryonic stem cells (ESCs) in several aspects, such as morphology, expression of pluripotency markers, and the ability to develop teratoma that contains tissue from three germ layers. In addition, iPSCs can undergo tridermal differentiation, including hepatic specific lineages. Considering that iPSCs could be a source of hepatocyte regeneration, iPSC-based therapy has been widely implicated in the treatment of liver disease and hepatic regeneration. In the present review, we discuss the therapeutic potential of iPSCs in hepatic repair and focus on the clinical applications of iPSCs.     

脂肪干细胞的研究及应用进展

干细胞在治疗各种疾病方面拥有巨大的潜能。在细胞治疗方面,脂肪干细胞是最有前景的种子细胞之一,其他的还包括胚胎干细胞和诱导的多能干细胞。胚胎干细胞和诱导的多能干细胞都具有多向分化潜能,因而起着举足轻重的作用。但是,胚胎干细胞和诱导的多能干细胞分别受限于伦理学问题及细胞表型的鉴定。脂肪干细胞则不受这些限制,不仅易于获取,而且方便扩增。在不同的诱导条件下,脂肪干细胞能分化为脂肪细胞、成骨细胞、软骨细胞、肌肉细胞、内皮细胞和神经细胞,这些分化潜能可应用于再生医学领域,如：皮肤重建,骨和软骨修复等。本篇综述着重讨论目前脂肪干细胞的分离、分化和治疗应用。     

哺乳动物诱导多功能干细胞（iPSc）的技术研究进展

诱导型多能干细胞（iPSc）具备胚胎干细胞的分化潜能,同时又回避了伦理问题,因此具有广泛且重要的临床应用价值。然而,目前iPS技术仍然存在致癌性、效率低等一系列问题。针对这些亟待解决的问题,本文综述了最近几年国内外在iPS细胞研究领域中的发展现状及研究方法,并探讨该领域中急需解决的问题和发展前景,以为诱导性多功能干细胞的研究提供一定的借鉴。     

诱导多能干细胞及其移植治疗脊髓损伤的研究现状

脊髓损伤（spinal cord injury,SCI）通常是指脊髓（包含神经根）的急性创伤。一旦发生就会造成不同程度的运动及感觉功能的丧失。目前认为传统的干细胞移植尚不能完全修复SCI。诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells,iPSCs）兼具干细胞的多种优点,因而在细胞替代性治疗及其机制研究、新药筛选方面具有巨大的潜在价值。本文通过介绍iPSCs生物学特性及其技术现状,综述iPSCs移植治疗SCI的研究现状以及面临困境,指出应用于临床尚需解决的问题。     

猪诱导多能干细胞可定向分化为前脑GABA能神经元前体

目的 探讨猪诱导多能干细胞（iPSCs）体外定向分化为GABA能神经元前体的方法体系。方法 猪iPSCs诱导分化为GABA能神经元前体遵循两个阶段,第1阶段,猪iPSCs悬浮培养,第3天时形成类胚体,采用神经诱导培养基NIM（SB431542、DMH1、FGF2）继续诱导,第12天分化为原始神经上皮细胞。第2阶段,使用含Pur、B27的NIM培养基悬浮培养形成神经球,至第21天时形成GABA能神经元前体。CM-DiI标记后,定向移植帕金森（PD）模型大鼠黑质纹状体,检测其在宿主脑内存活、迁移及分化状况。结果 猪iPSCs在饲养层细胞上稳定传代,表达多能性标记OCT4、Nanog、SSEA1和TRA-160,并且核型分析显示没有其他物种来源细胞污染。第12天经诱导分化获得原始神经上皮细胞能够形成玫瑰花环结构,并表达其表面标记物（PAX6、SOX2 和 Nestin）与神经微管蛋白标志物 Tuj1。第 21 天诱导细胞高表达 GABA 能神经元前体的表面特异性抗原NKX2.1和前脑标志物FOXG1。移植8周后,体内可分化为GABA能神经元与多巴胺能神经元,明显改善PD大鼠运动行为。结论 结合无血清培养基筛选法逐步定向诱导猪iPSCs高效分化为前脑GABA能神经元前体,移植后能够显著改善PD大鼠的运动功能障碍,为诱导GABA能神经元前体移植治疗神经损伤疾病奠定基础。