诱导性多能干细胞诱导效率和方法的研究进展

背景：将多能性基因导入人或动物成体细胞内,使其重编程为具有发育多潜能的干细胞,这类细胞被称为诱导性多潜能干细胞或诱导性多能干细胞。目前,有关诱导性多能干细胞的研究进展非常迅速。 目的：综述诱导性多能干细胞在转化效率及优化诱导方法等方面的研究进展。 方法：应用计算机检索Medline数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Pubmed),检索时间范围为2006-01/2010-07,检索词为“induced pluripotent stem cells”,限定文章语言为English。共检索1 831篇文献,选用其中57篇进行综述。 结果与结论：诱导性多能干细胞的研究对生命科学产生了十分重大而深远的影响,成为干细胞领域新的研究热点,并在细胞重编程机制、诱导效率的提高、诱导方法的改进、细胞来源的扩大及向功能细胞的分化等方面取得了许多重要的进展。这些研究成果为最终的诱导性多能干细胞技术应用于临床细胞替代治疗奠定基础。     

骨髓间充质干细胞移植治疗脊髓损伤的应用技术

背景：目前临床上对脊髓损伤患者脊神经的萎缩与坏死缺乏有效的修复方法。研究发现干细胞移植治疗脊髓损伤具有广阔的应用前景。 目的：综述骨髓间充质干细胞移植治疗脊髓损伤的研究进展。 方法：由第一作者检索2001/2011 PubMed 数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed)及万方数据库(http://g. wanfangdata.com.cn/)有关骨髓间充质干细胞、脊髓损伤、细胞移植等方面的文章,英文检索词为 “bone marrow mesenchymal stem cells,spinal cord injury,cell transplantation”,排除重复性研究,共保留其中的32篇文献进行归纳总结。 结果与结论：骨髓间充质干细胞移植治疗脊髓损伤的研究在脊髓损伤模型制作、移植时间、移植方式、移植浓度、联合移植等多方面取得了成就,临床实验在国内外也已有所开展。但移植机制仍不十分明确,临床移植治疗的安全性和疗效需进一步研究。     

诱导多潜能干细胞在再生医学中的应用

背景：传统的器官或者细胞移植存在严重的供体来源不足和免疫排斥问题以及伦理学障碍。诱导多潜能干细胞有着近乎胚胎干细胞的自我更新能力和分化潜能,而且还拥有与患者一致的遗传物质,避免了免疫排斥反应,其应用前景十分广阔。 目的：综述诱导多潜能干细胞在再生医学领域应用研究的现状。 方法：应用计算机检索PubMed数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed)相关文章,检索时间为1997/2010,检索词为“induced pluripotent stem cell,diabetes,Parkinson’s disease,cardiovascular”,并限定文章语言种类为English。初检得到文献322篇,最终入选30篇文章进行综述。 结果与结论：疾病特异的诱导多潜能干细胞来源于患者本身,拥有与患者一致的遗传物质,既降低了移植后的免疫排斥,也避免了伦理学的问题。因此个体特异的诱导多潜能干细胞在再生医学领域有潜在的应用前景。     

干细胞移植联合免疫抑制治疗1型糖尿病的应用前景

背景：最近许多研究报道,干细胞细胞移植联合免疫干预可维持较长的胰岛素非依赖时间并减少糖尿病并发症的发生,但其机制尚不清楚。 目的：探讨应用干细胞移植联合免疫抑制治疗1型糖尿病的前景。 方法：应用计算机检索了Pubmed数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/)、CNKI数据库(http://www.cnki.net)、维普数据库(http://www.cqvip.com/index.shtml)、万方数据库(http://g.wanfangdata.com.cn/),检索范围为各数据库中的全部文章,英文检索词为“stem cells,diabetes mellitus,immunosuppression”,中文检索词为“干细胞,糖尿病”。从检索出的1 676篇文章中选择出文章内容与干细胞移植、免疫抑制治疗1型糖尿病密切相关、较为权威的文章,排除较陈旧文献及重复研究,共纳入中英文文章共29篇进一步分析。 结果与结论：就目前干细胞移植联合免疫抑制治疗1型糖尿病的研究现状,对国内外29篇相关文献和报道进行研究总结。结果显示干细胞移植联合免疫抑制治疗1型糖尿病可提高治疗效果,减少并发症的出现,具有良好的应用前景。     

诱导多功能干细胞在视网膜疾病中的应用

背景：视网膜疾病以视网膜细胞损伤或凋亡为特点,缺乏理想的治疗方法。诱导多功能干细胞具有自我更新和多向分化潜能,不存在伦理道德问题,为干细胞移植治疗提供了新的来源,是当前研究的热点。 目的：综述诱导多功能干细胞在视网膜疾病治疗中应用的研究进展。 方法：第一作者应用计算机检索PubMed 相关文献,检索时间为2006年至2011年,检索词“induced pluripotent stem cells,retinal,photoreceptor,retinal pigment epithelium,retinal ganglion cell”并限定文献语言种类为English。共纳入42篇文章进行综述。 结果与结论：诱导多功能干细胞可以诱导分化为视网膜细胞,为细胞移植治疗提供来源,也可以作为疾病的模型来研究发病机制或者药物筛选,因此诱导多功能干细胞治疗视网膜疾病具有很大前景。然而,体细胞成功诱导为诱导多功能干细胞的效率低,并且存在致瘤的风险,有待更进一步研究。     

干细胞移植治疗心脏疾病的研究与应用

背景:心脏疾病发展到终末期,由于受到种种限制,现有的治疗手段不能从根本上治愈心脏疾病。干细胞是各种成熟细胞的起源细胞,具有自我更新和分化的潜能,其有较强的再生能力,替代,修复或加强受损的组织或器官的生物学功能,理论上使心血管疾病最终得到治愈成为可能,尽管存在争议,但大量研究资料表明干细胞移植治疗是安全有效的。目的:综述干细胞移植治疗心脏疾病的相关研究进展。方法:第一作者应用计算机检索1999-01/2006-10PubMed数据库(网址http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed)相关文章,检索词为"stem cells,transplant,heart disease",并限定文章语言种类为English。同时计算机检索1999-01/2006-10中国期刊全文数据库(网址http://www.wanfangdata.com.cn)相关文章,检索词为"干细胞,移植,心脏疾病",并限定文章语言种类为中文。共检索到文献60篇。结果与结论:各种类型的心脏疾病发展到终末期,由于受到心肌细胞结构和功能的不可逆损害,健康的心肌细胞有限的代偿不能满足机体需求,各种姑息保守治疗手段不能解决根本问题,难以达到令人满意的程度。而心脏供体源有限、免疫排斥反应、费用的昂贵及手术的高风险使心脏移植治疗受到很大的限制。给临床治疗提出了严峻的挑战。寻找一种更有效的治疗手段、开辟新的治疗途径成为必然。随着组织、细胞工程研究的不断深入,细胞重建和功能恢复的干细胞移植疗法成为有应用前景的研究热点。     

重编程细胞的命运

背景：体细胞重新编程技术也称细胞重组技术,使已经完成分化的体细胞回到原始的全能性或多能性状态,并可以重新分化成与原来不一样的细胞。通过重编程技术可以获得患者特异性诱导多能干细胞和疾病特异性诱导多能干细胞,显著减少了免疫排斥反应。 目的：探讨关于直接重编程到特定系的方法,总结参与重编程的分子机制。 方法：以“重编程”为中文检索词,“reprogramming”为英文检索词,应用计算机检索维普(VIP)期刊全文数据库、万方全文数据库、中国知网全文数据库、PubMed 数据库、Springer 数据库1958 年1 月至2015年4月有关细胞重编程技术的文献,排除与研究目的无关及重复性研究,保留40篇文献进一步分析。 结果与结论：当前重编程的步骤效率很低,在特定群只有相对少量的细胞能进行重编程,重编程的完整性和程度也有待证实。直接重编程成体、定系的细胞从一种细胞到另一种细胞一直是发育生物学很难达到的目标。最近的研究证明分化的细胞强制表达特异转录因子能促进细胞分化。这些发现使再生医学领域有了重大进展,可以提供替代细胞治疗各种再生紊乱。目前,基本的分子机制需要进一步阐明,在直接重编程被应用于临床之前还有许多问题需要解决。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

诱导性多潜能干细胞的安全性及临床应用

背景：诱导性多潜能干细胞由体细胞重编程获得,有着巨大的潜在的临床应用价值,安全性问题备受关注。 目的：综述诱导性多潜能干细胞的安全性研究与临床应用现状。 方法：由第一作者计算机检索2006/2012年PubMed 数据库中有关诱导性多潜能干细胞诱导方法安全性研究及临床应用价值的相关文献。初检得到文献203篇,最终入选47篇文献进行综述。 结果与结论：目前提高诱导性多潜能干细胞安全性的措施主要包括：避免c-Myc基因的使用,以其它介导方式代替反转录病毒的使用,重编程因子蛋白的直接导入,使用安全性较高的供体细胞,小分子化合物及其它非转基因方式的应用等。诱导性多潜能干细胞既有广阔的临床治疗前景,还可用于疾病特异性诱导性多潜能干细胞系的建立。     

脂肪干细胞在骨科基础研究中的新进展

背景：自脂肪来源干细胞被发现以来,培养传代及在支架材料上的生长能力就越来越受到骨科相关研究的关注。 目的：探讨脂肪来源干细胞的生物学特性及在骨科基础研究中的进展。 方法：由第一作者检索2001/2010 ISI Web of knowledge 数据库(网址http://www.isiknowledge.com)和PubMed 数据库(网址 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed)有关脂肪来源干细胞培养特性和组织修复的相关文献并进行综合分析,检索词为“adipose derived stem cells,orthopaedic”。 结果与结论：脂肪来源干细胞具有与骨髓间充质干细胞相似的生物学特性及分化潜能,并且在骨骼、软骨、椎间盘、肌腱和韧带等组织的修复方面表现出良好的治疗效果。同时,脂肪来源干细胞在体内广泛分布,获取容易,为其在骨科相关疾病的修复治疗中奠定了良好的应用前景。     

诱导性多能干细胞在神经系统疾病中的研究与应用

背景：诱导性多能干细胞可转化为各种期望的神经细胞,替代神经系统疾病损伤或缺失的神经细胞,发挥相应的功能作用,目前已经取得了可喜的进展。如何提高其诱导效率,保证移植替代的安全性,将其更好的应用到临床已成为研究热点。 目的：就近年来诱导性多能干细胞在帕金森病、脊髓损伤、运动神经元病等神经系统疾病中的研究和应用进行综述。 方法：应用计算机以“induced pluripotent stem cells,neurological diseases”为检索词,检索PubMed数据库(2006-01/2010-09);应用计算机以“诱导性多能干细胞”为检索词,检索中国生物医学文献数据库 (2006-01/2010-09)。 结果与结论：共收集149篇关于诱导性多能干细胞在神经系统疾病应用方面的文献,中文17篇,英文132篇,阅读标题和摘要进行初筛,排除研究方向与此文无关、内容重复性研究,共保留25篇文献进行综述。诱导性多能干细胞作为一种潜在的新型治疗手段,可以用作供体细胞和疾病研究载体,在帕金森病、脊髓损伤、运动神经元性肌萎缩等神经系统疾病中有极大地潜在应用价值,基础和临床研究都取得了较大成果,但诱导效率和移植替代安全性依然是阻碍其应用进展的重要障碍。     

Human induced pluripotent stem cells—from mechanisms to clinical applications

Human pluripotent stem cells hold great promise for basic research and regenerative medicine due to their inherent property to propagate infinitely, while maintaining the potential to differentiate into any given cell type of the human body. Since the first derivation in 1998, pluripotent human embryonic stem cells (ESCs) have been studied intensively, and although these cells provoke ethical and immune rejection concerns, translation of human ESC research into the clinics has been initiated. The generation of embryonic stem cell-like human induced pluripotent stem cells (iPSCs) from somatic cells by virus-mediated overexpression of distinct sets of reprogramming factors (OCT4, SOX2, KLF4, and c-MYC, or OCT4, SOX2, NANOG, and LIN28) in 2007 has opened up further opportunities in the field. While circumventing the major disputes associated with human ESCs, iPSCs offer the same advantages and, in addition, new perspectives for personalized medicine. This review summarizes technical advances toward the generation of potentially clinically relevant human iPSCs. We also highlight key molecular events underlying the process of cellular reprogramming and discuss inherent features of iPSCs, including genome instability and epigenetic memory. Furthermore, we will give an overview of particular envisaged human iPSC applications and point out which improvements are yet to come and what has been achieved so far.     

重编程诱导多功能干细胞的研究进展

Induced pluripotent stem cells (iPSCs) have been first induced from mouse fibroblasts since 2006, and the research on iPSCs has made great progress in the following years. iPS cell lines were established from different somatic cells through DNA, RNA, protein, and small molecule compounds and various methods of transduction, making the induction of iPSCs more secure and effective, and more attractive prospect of clinical application. In this review, different somatic cell reprogramming, different levels of reprogramming, different transduction pathways, and prospect of application are discussed.     

Regulatory issues for personalized pluripotent cells

The development of personalized pluripotent stem cells for research and for possible therapies holds out great hope for patients. However, such cells will face significant technical and regulatory challenges before they can be used as therapeutic reagents. Here we consider two possible sources of personalized pluripotent stem cells: embryonic stem cells derived from nuclear transfer (NT-ESCs) and induced pluripotent stem cells (iPSCs) derived from direct reprogramming of adult somatic cells. Both sources of personalized pluripotent stem cells face unique regulatory hurdles that are in some ways significantly higher than those facing stem cells derived from embryos produced by fertilization (ESCs). However, the outstanding long-term potential of iPSCs and their relative freedom from the ethical concerns raised by both ESCs and NT-ESCs makes direct reprogramming an exceptionally promising approach to advancing research and providing therapies in the field of regenerative medicine.     

MicroRNA在干细胞增殖与分化过程中的调控作用

背景：研究表明MicroRNA(miRNA)可通过抑制干细胞特定mRNA序列的翻译来调控干细胞的自我更新和分化。 目的：探讨miRNAs在干细胞增殖和分化过程中的作用。 方法：由第一作者检索2000/2010 PubMed数据库、Elsevier数据库及Nature数据库。英文检索词为“stem cell,embryonic stem cell(ESC), induced pluripotent stem cells(iPS cell), microRNA(miRNA)”。排除重复性研究。共保留其中的39篇进行归纳总结。 结果与结论：胚胎干细胞有特异性的miRNAs表达,miRNAs对胚胎干细胞增殖与分化起重要的调控作用;miRNAs对造血干细胞分化的多个阶段和方向有调控作用;miRNAs还参与了神经干细胞、间充质干细胞和皮肤干细胞等成体干细胞分化的调控。干细胞特异性的miRNAs可提高体细胞重编程的效率。     

人诱导性多潜能干细胞系的建立

背景：诱导性多潜能干细胞与肿瘤干细胞的发生过程极其相似,而且具有的干细胞特性极其接近人胚胎干细胞。因此,研究诱导性多潜能干细胞有利于人们进一步认识并了解人类发育以及肿瘤的发生过程。 目的：掌握建立人诱导性多潜能干细胞系的技术,以便为特异性疾病细胞的重编程建立技术平台,从而利用重编程技术研究疾病的发病机制。 方法：将含有Oct4、Sox2、Klf-4和c-Myc 4个转录因子的反转录病毒感染人皮肤成纤维细胞(HS27细胞),在人胚胎干细胞培养条件下诱导产生人胚胎干细胞样的克隆。挑取并进一步扩增,通过克隆形态、碱性磷酸酶活性、免疫荧光检测是否有人胚胎干细胞标记物Oct4、Sox2、c-Myc、Klf-4的表达,悬滴法检测HS27细胞来源的克隆形成畸胎瘤的能力和验证向3个胚层的分化能力。 结果与结论：经病毒感染诱导产生的胚胎干细胞样克隆呈绿色荧光蛋白阴性,克隆在细胞形态方面与人胚胎干细胞克隆相似,进一步扩增经碱性磷酸酶检测克隆呈阳性,免疫荧光检测克隆表达Oct4、Sox2、c-Myc、Klf-4,并且HS27细胞来源的克隆注入免疫缺陷小鼠体内可以形成畸胎瘤并经苏木精-伊红染色显示具有向三胚层分化能力。实验成功构建了人诱导性多潜能干细胞系,为下一步开展疾病细胞特异性重编程研究奠定了良好的实验基础。中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程全文链接：     

Surface Marker Epithelial Cell Adhesion Molecule and E-cadherin Facilitate the Identification and Selection of Induced Pluripotent Stem Cells

The derivation of induced pluripotent stem cells (iPSCs) requires not only efficient reprogramming methods, but also reliable markers for identification and purification of iPSCs. Here, we demonstrate that surface markers, epithelial cells adhesion molecule (EpCAM) and epithelial cadherin (E-cadherin) can be used for efficient identification and/or isolation of reprogrammed mouse iPSCs. By viral transduction of Oct4, Sox2, Klf4 and n- or c-Myc into mouse embryonic fibroblasts, we observed that the conventional mouse embryonic stem cell (mESC) markers, alkaline phosphatase (AP) and stage-specific embryonic antigen 1 (SSEA1), were expressed in incompletely reprogrammed cells that did not express all the exogenous reprogramming factors or failed to acquire pluripotent status even though exogenous reprogramming factors were expressed. EpCAM and E-cadherin, however, remained inactivated in these cells. Expression of EpCAM and E-cadherin correlated with the activation of Nanog and endogenous Oct4, and was only seen in the successfully reprogrammed iPSCs. Furthermore, purification of EpCAM-expressing cells at late reprogramming stage by FACS enriched the Nanog-expressing cell population suggesting the feasibility of selecting successful reprogrammed mouse iPSCs by EpCAM expression. We have thus identified new surface markers that can efficiently identify successfully reprogrammed iPSCs and provide an effective means for iPSC isolation.