诱导性多能干细胞的来源 优化及应用

<正>诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPS cells)可来源于人和动物细胞,可通过导入特定的几个转录因子转染直接诱导胎儿、新生儿和成年动物体细胞,使其重编程为iPS细胞。这相对于胚胎干细胞(embryonic stem cells,ES cells)的来源更方便、更丰富[1]。iPS细胞的产生克服了使用传统方法的伦理问题,iPS细胞具有和胚胎干细胞类似的功     

诱导多能干细胞在肝脏疾病中的研究进展

干细胞,特别是诱导多能干细胞(iPS细胞)可分化为有功能的肝细胞,同时避开了胚胎干细胞的伦理问题,为终末期肝病的替代治疗提供了新的种子细胞.文章对iPS细胞在肝脏疾病研究中的实验方法、研究结果以及临床应用前景予以阐述,为iPS细胞在肝病治疗方面的实验和临床应用提供借鉴.     

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。     

诱导性多能干细胞研究进展

2006年日本京都大学Yamanaka从与小鼠胚胎干细胞(embryonic stem cells,ES)增生分化的24个候选因子中筛选出Oct4、 Sox2、 c-Myc、 Klf4等4个转录因子将成纤维细胞诱导为ES类似的细胞,将其命名为iPS细胞(inducedpluripotent stem cell)[1].从此,人们对iPS细胞的研究便迅速开展起来.     

诱导多功能干细胞分化为脊髓神经元的代表性标志物的鉴定

近期引起广泛关注的诱导多功能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPS)的成功开发为神经再生提供了一条新的思路.由病毒或非病毒的方法传输重要的转录因子对体细胞进行重编程而产生的iPS细胞,除了拥有胚胎干细胞所具有的各种分化潜能外,它还绕开了人类胚胎干细胞研究所带来的伦理问题,为再生医学和组织移植提供充足的细胞来源.然而多能性的干细胞注射至体内并不能自动分化为各种成体细胞,因此移植多能性干细胞的关键一步就是需要在体外优化分化条件使之达到最恰当、最适宜移植的程度,这样才能够在移植后迁移至神经受损部位,达到在结构和功能上的修复或替代.本篇综述以细胞治疗神经损伤中的脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)疾病模型为出发点,以iPS细胞向脊髓神经元分化为方向,综述探讨鉴定与区别脊髓中的神经元的各类特定标志物.该篇文章的重要研究意义在于一方面利用这些特定的标志物可以区分从多能干细胞分化为各类神经细胞的混合细胞鉴定筛选出分化为神经元细胞的比例,从而找出最优分化条件;而在另一方面利用这些标志蛋白在体内鉴定已经移植的神经细胞前体如何可以进一步分化为神经元细胞,从而可以进一步探讨移植的不同神经细胞在再生修复中的作用与机制.     

诱导多能干细胞研究进展

用外源性表达的转录因子Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4通过对成体细胞的重新编程来产生诱导多能干细胞(iPS cells).iPS细胞的出现不仅为成体细胞重编程机制的研究提供了新的方法,而且为某些疾病发生发展的机制研究与特异的细胞治疗,特别是再生医学研究带来希望.     

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。     

猪naive-like诱导性多能干细胞系的建立及红色荧光蛋白标记

目的：建立猪naive-like诱导性多能干(induced pluripotent stem,iPS)细胞系,并对其进行红色荧光标记,为通过示踪猪naive iPS细胞发育和分化的相关研究奠定基础。方法：首先利用核转染技术向巴马小型猪胎儿成纤维细胞(porcine embryonic fibroblast,PEF)中转入鼠源OCT4、SOX2、KLF4和c-MYC转录因子表达载体TetO-FUW-OSKM,并同时转入激活表达载体FUW-M2rtTA,采用白血病抑制因子(leukemia inhibitory factor,LIF)结合碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)的培养体系进行培养,通过在培养液中添加盐酸多西环素(doxycycline hyclate,DOX) 进行诱导,建立起猪iPS细胞系,并对细胞系的多能性进行鉴定。在此基础上,向iPS细胞系转入红色荧光蛋白表达载体,对其进行标记,并鉴定被红色荧光标记后的细胞是否仍然具有多能性。结果：所建立的iPS细胞系克隆呈三维立体生长,可以进行单细胞传代培养至30代以上,核型正常,碱性磷酸酶染色呈阳性,表达多种干细胞多能因子,利用LIF/STAT3信号通路维持其增殖,体外可分化形成表达三胚层相关基因的类胚体,为猪naive-like iPS细胞系。成功对所建立的iPS细胞系进行红色荧光标记,碱性磷酸酶染色和免疫荧光染色结果显示被红色荧光标记的iPS细胞的多能性依然存在。结论：成功建立了稳定表达红色荧光蛋白的猪naive-like iPS细胞系。     

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。     

Generation of Transgene-free Induced Pluripotent Stem Cells with Non-viral Methods

Induced pluripotent stem(iPS) cells were originally generated from mouse fibroblasts by enforced expression of Yamanaka factors(Oct3/4,Sox2,Klf4,and c-Myc).The technique was quickly reproduced with human fibroblasts or mesenchymal stem cells.Although having been showed therapeutic potential in animal models of sickle cell anemia and Parkinson’s disease,iPS cells generated by viral methods do not suit all the clinical applications.Various non-viral methods have appeared in recent years for application of iPS cells in cell transplantation therapy.These methods mainly include DNA vector-based approaches,transfection of mRNA,and transduction of reprogramming proteins.This review summarized these non-viral methods and compare the advantages,disadvantages,efficiency,and safety of these methods.     

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。     

诱导性多潜能干细胞的研究进展与应用

分化成熟的体细胞可在体外被重编程为诱导性多潜能干细胞,后者具有与胚胎干细胞相似的自我更新能力和发育多潜能性,同时避免了免疫排斥和伦理问题.患者特异性的诱导性多潜能干细胞将成为再生医学、药物筛选和毒理测试的理想工具.     

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。     

Therapeutic potential of motor neurons differentiated from embryonic stem cells and induced pluripotent stem cells

Degeneration of motor neurons (MN) caused by disease or injury leads to paralysis and is fatal in some conditions. To date, there are no effective treatments for MN disorders; therefore, cell therapy is a promising strategy to replace lost MN. Embryonic stem (ES) cells isolated from the inner cell mass of mammalian blastocysts self-renew and are pluripotent because they differentiate into cell types of the three germinal layers. Reprogramming of adult cells to a state similar to ES cells, termed induced pluripotent stem (iPS) cells, has been recently reported. It is well established that pluripotent cell types can give rise to specialized phenotypes, including neurons. Mouse, monkey and human MN can be differentiated from ES and iPS cells using procedures generally involving embryoid bodies formation and stimulation with retinoic acid and Sonic hedgehog. Differentiated MN express characteristic molecular markers such as Islet1, HB9 and Choline acetyltransferase, exhibit electrophysiological maturity and are able to form synaptic contacts similar to neuromuscular junctions in vitro. Furthermore, transplanted MN promote functional recovery in animal models of neurodegenerative diseases and MN injury. The potential clinical applications of stem cell-derived MN was enhanced after iPS cell derivation, which makes possible the generation of patient-specific pluripotent cells for autologous cell replacement therapies and may be used for drug development and disease modeling. This review summarizes MN differentiation protocols from ES and iPS cells in regard to neuronal differentiation efficiency, expression of MN markers and functional properties in vitro, as well as their therapeutic effects after grafting.     

诱导性多能干细胞技术的研究进展

诱导鼠成纤维细胞转变为多能干细胞的成功掀起了世界范围内诱导性多能干细胞(iPS)研究的热潮。iPS来源广泛,具有干细胞的分化全能性,避开了取材和应用的伦理问题,在医学领域具有广阔的应用前景,如构建人类疾病模型,用于特定细胞治疗,培育转基因动物用于器官移植以及生物制药等领域。目前iPS结合基因治疗和细胞移植疗法的成果已经应用到了动物疾病模型上。此外,该技术也为研究细胞重编程机制和人类疾病的病理过程提供了新平台。     

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。