逆转录病毒方法建立小鼠诱导性多能干细胞的实验研究

[目的]采用逆转录病毒法转染P2代ICR的小鼠胚胎成纤维细胞(mouse embryonic fibroblast,MEF),建立小鼠诱导性多能干细胞(inducedpluripotent stem cell,iPS cell,iPS细胞)。[方法]本实验采用293T细胞进行逆转录病毒包装,将分别携带来源于人的Oct3/4、Sox2、c-Myc、Klf4转录因子的4种逆转录病毒液共转染ICR小鼠的MEF,并在转染过程中添加维生素C、丙戊酸钠来提高小鼠iPS细胞的诱导效率,通过碱性磷酸酶染色、RT-PCR方法检测建立的细胞株。[结果]转染的MEF在1周左右时间出现明显克隆,克隆传代的细胞经碱性磷酸酶染色呈紫红色,RT-PCR检测结果显示细胞株中的Oct3/4、Sox2、c-Myc、Klf4、Nanog 5种多能性相关的基因都得到明显表达。[结论]转染的MEF在1周左右时间出现明显克隆,小鼠iPS细胞的一些表面标志如碱性磷酸酶得到表达,Oct3/4、Sox2、c-Myc、Klf4、Nanog 5种多能性相关基因也都得到明显表达,表明已经建立小鼠iPS细胞。     

Sox2、Klf4、Oct4、c-Myc基因编程脐带基质间充质细胞

目的 探讨利用Sox2、Klf4、Oct4、c-Myc基因将脐带基质间充质细胞（UMC）编程为多潜能干细胞（iPS）.方法 原代分离培养UMC细胞,包装生产逆转录病毒感染细胞,将感染后细胞接种到饲养层细胞培养,镜下观察细胞形态学变化.对编程后细胞进行碱性磷酸酶（AP）染色、检测细胞内源多能基因表达量和体内分化畸胎瘤实验.结果 原代获得UMC细胞,被编程细胞形态类似于胚胎干细胞,AP染色阳性,内源多能基因Oct4、Sox2、Nanog、Rex1表达量增高,体内分化为畸胎瘤.结论 利用Sox2、Klf4、Oct4、c-Myc基因可将UMC细胞编程为iPS细胞.     

Bmi-1调节干性相关分子转录的初步分析

目的 探讨Bmi-1对肿瘤及胚胎干细胞中干性相关分子转录表达的影响.方法 分别构建鼠源和人源Bmi-1过表达载体pCI-GFP-mbmi1和pCI-GFP-hbmi1;瞬时转染鼠ES细胞CCE和人神经胶质瘤细胞U87;半定量RT-PCR检测胚胎干细胞中Oct-4、Nanog、c-Myc、Klf4和Sox2及肿瘤细胞中CD133、Nestin等干性分子的表达;克隆形成实验检测CCE细胞自我更新克隆形成能力.结果 瞬时转染Bmi-1过表达载体后,CCE细胞中Nanog的表达上调,Oct-4、Sox2和Klf4的表达无明显变化;U87细胞中Nestin和Oct-4表达上调,CD133、Nanog变化不明显;两者c-Myc的转录表达均显著降低;过表达Bmi-1促进CCE细胞自我更新克隆形成.结论 Bmi-1参与了对肿瘤及胚胎干细胞中干性相关分子的转录调节.     

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。     

肝癌患者脂肪干细胞重编程为诱导多潜能干细胞

目的重编程肝癌患者来源的脂肪干细胞为诱导多潜能干细胞。方法包装携带Oct4、Sox2、Klf4、c-Myc基因的反转录病毒,将病毒感染脂肪干细胞并培养诱导后的细胞,采用碱性磷酸酶染色、定量PCR和原位免疫荧光实验鉴定诱导的克隆样细胞。结果诱导的克隆样细胞表达碱性磷酸酶,定量PCR证实克隆样细胞表达胚胎干细胞多能性基因,免疫荧光实验证实其表达Oct4和Sox2。结论肝癌患者来源的脂肪干细胞可高效重编程为诱导多潜能干细胞,且脂肪干细胞可作为培养诱导多潜能干细胞的滋养细胞,为提高成体细胞重编程效率和建立基于诱导多潜能干细胞的肝癌模型研究提供了平台。     

急性肺损伤患者诱导性多能干细胞系的建立

目的利用急性肺损伤患者皮肤成纤维细胞构建诱导性多能干细胞（induced pluripotent stem cells, iPSCs）系。方法采用
慢病毒介导逆转录的方法,将含有Oct4、Sox2、Klf4和Nanog四个因子的混合慢病毒转染人皮肤成纤维细胞,诱导出胚胎干细胞
样克隆。根据人胚胎干细胞的特性,利用AP染色、实时荧光定量PCR（RT-PCR）技术、免疫荧光、畸胎瘤形成实验对获得的iPS
细胞进行鉴定。结果获得的iPS细胞镜下观察呈典型的ES样克隆状生长,圆形或椭圆形,与饲养层细胞分界清楚;AP染色阳
性,RT-PCR及免疫荧光检测iPS细胞高表达人胚胎干细胞标志性基因及蛋白,移植到免疫缺陷鼠体内能够形成向三胚层分化的
畸胎瘤。结论成功建立了急性肺损伤患者iPS细胞系,可为急性肺损伤的发病机制研究和临床药物筛选提供良好的细胞模型。
     

重编程肝癌细胞系Huh7为多潜能干细胞样细胞

[摘要] 目的 重编程肝癌细胞系Huh7细胞为多潜能干细胞。方法 包装携带有Oct4、Sox2、Nanog、Lin28基因的慢病毒,将包装好的病毒共感染Huh7细胞,采用碱性磷酸酶染色、免疫荧光、实时定量PCR,免疫组织化学等方法对诱导出的多潜能干细胞样克隆细胞进行鉴定。结果 Huh7细胞被重编程为多潜能干细胞样细胞,碱性磷酸酶染色呈阳性,免疫荧光实验证明其表达多潜能因子,Oct4与TRA-1-60,qPCR实验证明其高水平表达内源性的多潜能相关基因及干细胞特异的microRNAs,体内分化实验结果表明iHuh7可以形成畸胎瘤。结论 通过携带四种多潜能因子的慢病毒介导的重编程, Huh7细胞可以被诱导为多潜能干细胞样细胞。     

miR-130b-3p促进人牙源性iPSCs重编程的作用

  目的  研究hsa-miR-130b-3p对人DPSCs重编程为iPSCs的影响。  方法  设计合成LV3（H1/GFP&Puro）-hsa-miR-130b-3p-mimics质粒,Lipofectamine 3000将质粒转染到人DPSCs,荧光显微镜观察细胞,RT-qPCR验证转染效率。Sendai reprogramming kit将2组DPSCs重编程为iPSCs（实验组为miR-130b-3p-DPSCs,对照组为DPSCs）,对比2组iPSCs克隆形态和重编程效率,RT-PCR检测Oct4、Nanog、KOS、Klf4、c-Myc的表达。  结果  hsa-miR-130b-3p过表达质粒转染48 h后在DPSCs内有明显表达,证实高效的转染效率（P < 0.01）。Sev重编程得到的2组iPSCs均呈现为扁平致密的圆形克隆,边缘清晰平滑,集落内细胞形态均一、核质比较大,RT-PCR结果表明2组细胞均可表达干细胞特异标志物Oct4和Nanog,同时外源性病毒SeV或转录因子KOS/Klf4/c-Myc不再表达。实验组的重编程效率高于对照组（分别为0.037%和0.018%,P < 0.05）。  结论  hsa-miR-130b-3p可明显促进人DPSCs重编程的效率,为iPSCs应用于牙髓再生治疗提供研究基础。     

诱导多能干细胞研究进展

通过反转录病毒载体系统,在小鼠和人高度分化细胞中表达干细胞因子Oct4,Sox2,Klf4和(或)c-Myc等基因,再经过干细胞标志因子Nanog等的筛选,可以获得与ES细胞特性十分近似的诱导多能干细胞系(iPS).本文主要综述了诱导多能干细胞最近的研究现状,并对诱导重编程的机制和诱导多能干细胞系的临床应用前景进行了讨论.     

Oct4介导小鼠原代肝细胞去分化研究

目的 通过Oct4 介导小鼠肝细胞去分化为Sox17 阳性细胞,探索肝胰重编程新途径。方法 构建慢病毒载体pWPTOct4,包装和浓缩病毒;改良两步胶原酶灌流法分离小鼠原代肝细胞;Oct4-慢病毒浓缩液感染小鼠原代肝细胞,RT-PCR检测肝细胞及内胚层转录因子的表达。结果 通过酶切、测序鉴定,证实成功构建包含Oct4 慢病毒表达载体。感染肝细胞后,外源性Oct4 出现表达,成熟的肝细胞转录因子（Alb、Ttr、Afp） 表达下降,并表达内胚层早期标记物Sox17,而没有Oct4、Nanog 及Sox2 等多能性基因的内源性表达。结论 Oct4 介导肝细胞去分化,并出现Sox17 阳性细胞,为进一步将Sox17 阳性细胞分化为胰岛素产生细胞奠定基础。     

鼠星形胶质细胞重编程为诱导多潜能干细胞的研究

目的研究星形胶质细胞重编程为诱导多潜能(iPS)干细胞的可行性,为进一步研究iPS细胞诱导技术奠定基础。方法用分别含Oct4,Sox2,Klf4和c-myc因子的4种逆转录病毒载体病毒颗粒感染星形胶质细胞,获得iPS细胞并进行鉴定。结果感染后第28天具有胚胎干细胞形态的克隆出现,诱导效率为(0.015±0.005)%,且碱性磷酸酶(AP)染色及SSEA-1和Oct4免疫荧光染色均显阳性。结论星形胶质细胞可以重编程为iPS细胞,进一步证明了iPS细胞诱导技术的普遍适用性。     

成体细胞逆向分化的调控因子

目前成体细胞逆向分化的研究比较热。其中利用逆转录病毒载体携带诱导因子Oct4、Sox2、c-Myc、Klf4或Oct4、SOX2、Nanog、Lin28可以启动成纤维细胞发生重排逆向分化为胚胎样干细胞。成纤维细胞的逆向分化是一个很复杂的过程,这些诱导因子有的是促进成纤维细胞逆向分化的,有的是抑制成纤维细胞逆向分化的。总之在不同的时期这些诱导因子各自发挥着不同的作用,从而使成纤维细胞逆向分化。本文就成体细胞逆向分化的调控因子研究现状及展望作一综述。     

成体细胞逆向分化的调控因子

目前成体细胞逆向分化的研究比较热。其中利用逆转录病毒载体携带诱导因子Oct4、Sox2、c-Myc、Klf4或Oct4、SOX2、Nanog、Lin28可以启动成纤维细胞发生重排逆向分化为胚胎样干细胞。成纤维细胞的逆向分化是一个很复杂的过程,这些诱导因子有的是促进成纤维细胞逆向分化的,有的是抑制成纤维细胞逆向分化的。总之在不同的时期这些诱导因子各自发挥着不同的作用,从而使成纤维细胞逆向分化。本文就成体细胞逆向分化的调控因子研究现状及展望作一综述。     

Oct4、Sox2、c-Myc、K14基因慢病毒载体的构建

目的构建Oct4,Sox2,c-Myc,K1f4基因慢病毒表达裁体,为诱导性多能干细胞研究奠定基础。方法将Oct4、Sox2、c-Myc、K1f4基因利用Infusion技术重组构建慢病毒裁体穿梭质柱pGC-FU-Oct4、pGc—Fu—sox2、pGc—Fu—c—Myc、pGC-FU-KIf4,经PCR和测序后与与结构质粒pHelperl．0和包膜质粒pHelper2．0在脂质体Lipofectamine2000介导下共转染293T细胞包装生产慢病毒,浓缩纯化后检测滴度。结果PCR扩增和测序结果证实成功构建Oct4,Sox2,c-Myc、K1f4的慢病毒载体并包装慢病毒,检测Oct4基因重组慢病毒．Sox2基因重组慢病毒,c-Myc基因重组慢病毒的滴度均为1×10^9Tu／mL,K1f4基因重组慢病毒的滴度为1．9×10^9TU／mL。结论成功建立重组慢病毒裁体的三质粒包装细胞系统。     

小鼠骨髓间充质干细胞、骨髓单核细胞和胚胎成纤维细胞重编程为诱导性多能干细胞的效率比较

目的比较小鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)、小鼠骨髓单核细胞(BM-MNCs)和小鼠胚胎成纤维细胞(MEFs)重编程为诱导性多能干细胞(iPS细胞)的效率。方法用慢病毒LV-ef1a-mOct4-IRES-EGFP、LV-ef1a-mSox2-IRES-EGFP、LV-ef1a-mKlf4-IRES-EGFP和LV-ef1a-mc-Myc-IRES-EGFP感染BMSCs、BM-MNCs和MEFs,通过计算碱性磷酸酶染色阳性克隆数比较这3种细胞重编程为iPS细胞的效率。用胚胎干细胞表面标记检测、胚胎干细胞内源基因检测、拟胚体形成实验和畸胎瘤形成实验验证重编程获得的iPS细胞的多能性。结果起源于小鼠BMSCs、BM-MNCs及MEFs的3种iPS细胞均能形成边缘光整的致密克隆,可表达干性基因Nanog、Rex-1、SSEA-1,并能在体内外分化为三胚层组织。但是BMSCs来源的碱性磷酸酶阳性克隆数低于BM-MNCs和MEFs来源的克隆数。结论小鼠BMSCs、BM-MNCs及MEFs均可重编程为iPS细胞,但BMSCs重编程为iPS细胞的效率低于BM-MNCs和MEFs。     

多基因修饰小鼠诱导多潜能干细胞分化为胰岛素分泌细胞

目的观测胰岛素转录关键调控因子胰腺十二指肠同源框蛋白1(PDX-1)、神经分化因子1(NeuroD1)及肌腱膜纤维肉瘤癌基因同系物A(MafA)对小鼠诱导多潜能干细胞(iPS细胞)分化为胰岛素分泌细胞的作用。方法筛选鉴定小鼠胚胎成纤维细胞(MEFs)重编程的iPS细胞。以重组腺病毒Ad-mPDX-1-IRES-GFP、Ad-mNeuroD1-IRES-GFP、Ad-mMafA-IRES-GFP联合感染小鼠iPS细胞,体外培养后以RT-PCR检测胰岛B细胞功能基因表达;免疫荧光检测胰岛素蛋白表达及定位;ELISA检测不同糖浓度(0、5、10、20、30、40mmol/L)下胰岛素的分泌量。结果起源于MEFs的iPS细胞能形成边缘光整的致密克隆,表达干性基因Nanog、Rex-1、SSEA-1,并能在体内外分化为三胚层组织,显示MEFs被成功地重编程为iPS细胞。Ad-PDX-1-IRES-GFP、Ad-mNeuroD-IRES-GFP、Ad-mMafA-IRES-GFP感染的小鼠iPS细胞能分化为胰岛类B细胞,RT-PCR结果显示其胰岛B细胞功能基因的表达与小鼠胰岛B细胞株MIN6相似。免疫荧光检测可见胰岛类B细胞内有胰岛素表达。ELISA检测结果显示胰岛类B细胞对不同浓度葡萄糖有较好的反应性。结论胰岛素转录关键调控因子PDX-1、NeuroD1和MafA三者能协同作用,使小鼠iPS细胞分化为具有显著胰岛素合成和分泌能力的胰岛素分泌细胞。