诱导性多能干细胞体外诱导的现状和展望

鉴于人的胚胎干细胞在再生医学、组织工程学和药物研发等领域有极高的应用价值,科学家尝试通过各种途径获得胚胎干细胞样的多能干细胞。其中Yamanaka等率先在体外通过病毒载体诱导的方式实现体细胞重新编程,由此得到诱导性多能干细胞。多种无遗传修饰的诱导方式正在尝试和改进中,例如用小分子化合物来代替外源基因进行重编程引起了很大的兴趣。用基于细胞水平的表型筛选法和信号通路筛选法,已筛选出特异小分子或天然产物,也可以特异地将成熟细胞去分化为干细胞,有望运用于组织修复和再生。而利用重组蛋白在体外将体细胞诱导为干细胞,也获得了初步成功。由诱导性多能干细胞在体外诱导分化出的细胞在治疗相应疾病方面展示出一定疗效。不同类型的干细胞向体细胞的定向分化策略都是基于目前对发育生物学的认识,这些研究揭示了一些共同的可能线索。     

诱导性多能干细胞的研究进展

诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cell,iPSC)是通过将几个特定的转录因子导入分化的体细胞以诱导体细胞重编程而获得的可不断自我更新且具有多向分化潜能的多能干细胞.如同胚胎干细胞,iPSC仍维持未分化状态,可分化为3个胚层来源的所有细胞以参与机体所有组织和器官的形成.这项技术避免了干细胞研究领域的免疫排斥和伦理道德问题,同时为特异性疾病的研究提供了强有力的工具.因此,iPSC研究不仅具有重要的理论研究意义,而且在再生医学及药物筛选与评价方面具有很好的应用价值.     

应用诱导多能干细胞构建体外神经退行性疾病模型的研究进展

随着细胞重编程技术的不断发展,诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)向不同类型体细胞定向分化的技术已经日趋成熟。由于许多疾病或易感体质具有其独特的遗传信息,因而使用来自具有不同疾病类型的捐赠者体细胞,可以重编程为一系列具有特定致病基因背景的iPSCs库。根据需要可以将其直接分化为能够产生该疾病表征的细胞谱系或亚型。这些细胞由于带有捐赠者的基因特征,因而能够在体外表现出与体内实际病理特征相似的疾病模型。目前已有超过15种此类疾病模型的新药筛选报道。虽然尚不成熟,但我们已经可以预见该方法在药物筛选中巨大的发展潜力。该文总结了以iPSCs作为基础,针对神经退行性疾病所进行的疾病模型的建立。对比传统方法,分析了其在新药高通量筛选(high-throughput screening,HTS)以及高内涵筛选(high-content screening,HCS)中的应用前景。     

人诱导多能干细胞重编程过程长链非编码RNA的差异表达研究

目的 探讨人诱导多能细胞重编程过程中长链非编码RNA的表达改变及其作用。方法 利用Agilent Human lncRNA (4*180K)芯片检测人体细胞、诱导多能干细胞以及胚胎干细胞中的lncRNA表达情况。通过数据分析比较人体细胞诱导为多能干细胞后lncRNA的差异表达,筛选出在重编程过程中可能发挥作用的lncRNA。结果 人诱导多能干细胞lncRNA表达谱类似于胚胎干细胞而与体细胞不同。通过聚类分析发现干细胞与体细胞之间有3 156个差异表达lncRNA。通过生物学分析发现人体细胞诱导为多能干细胞重编程过程中有222个差异表达的lncRNA。结论 lncRNA在人多能干细胞重编程过程中可能发挥着重要的作用。     

美国科学家利用重组蛋白诱导体细胞生成干细胞

近日,美国Scripps研究所、ProteomTech公司和德国马克斯·普朗克分子生物医学研究所等机构的科研人员成功利用重组蛋白诱导体细胞生成多能干细胞。业内专家预测：这项技术将来会被广泛应用于白血病造血干细胞移植、糖尿病胰岛细胞移植以及各种坏死脏器的自体器官移植等领域。这项科研成果发表在近期出版的《细胞-干细胞》杂志。     

人多能干细胞向上皮细胞分化研究进展

多能干细胞因其能够自我更新、自我复制，并具有分化为三胚层来源细胞的潜力而受到生物学家和临床医生的瞩目。上皮细胞是哺乳动物多数器官的组成部分，也是90%的癌症细胞来源，由于体外扩增困难，对其研究深度不如间质细胞。将多能干细胞诱导分化为上皮细胞可以满足人类疾病建模和研究的需求，并有希望治愈临床相关疾病。来自同一胚层的上皮在发育过程中经历相同的发育阶段，参考已有的上皮分化方案，进一步了解不同胚层来源细胞发育历程，为同类型细胞的诱导提供参考。目前人多能干细胞分化为不同胚层来源的人上皮细胞的方法已建立。文章对至今为止的分化方法、鉴定指标及结果进行总结，以供相关人员参考。     

人诱导多能干细胞在药物早期毒性评价中的应用

人诱导多能干细胞与人胚胎干细胞相似,在体外可分化为各种类型的体细胞,其来源充足,可针对个人或某种疾病取材,为药物早期毒性评价体外替代方法提供了一个新的可选细胞模型。目前,利用人诱导多能干细胞获得的心肌细胞用于药物引起的心率改变、QT间期延长和心肌损伤等心脏毒性评价;利用其获得的神经细胞,结合高通量、高内涵技术及电生理学技术,可用于药物引起的神经突出生长异常、电生理改变及神经发育毒性评价;利用人诱导多能干细胞可获得个体特异性的大量肝细胞,具有较高的细胞色素P450酶活性,能够比较真实的反映人肝细胞的代谢特征,用于评价药物肝细胞毒性;人诱导多能干细胞具有多能性,在体外可分化为外、中和内胚层,具有用于发育毒性评价的可能性,对三胚层相应标志分子的检测有助于发育毒性评价终点的确立;人诱导多能干细胞还可用作3D培养的种子细胞,构建三维立体组织和器官模型,用于药物早期毒性评价,进一步缩小细胞水平与体内水平评价结果的差异。     

新技术可量产心脏“创可贴”

<正>日本研究人员最新发明了一种利用人类诱导多能干细胞大批量培养心肌细胞的技术。这种人工诱导的心肌细胞可以像"创可贴"一样,帮助修复受损心脏,未来有望用于心脏疾病治疗。诱导多能干细胞是通过对成熟体细胞"重新编程"培育出的干细胞,拥有与胚胎干细胞相似的分化潜力。日本庆应大学日前宣布,该校研究人员改进实验方法,把长     

小鼠诱导多能干细胞向雄性生殖细胞样细胞诱导分化的研究

目的：对小鼠诱导多能干细胞向原始生殖细胞样细胞进行诱导培养,并对获得的原始生殖细胞样细胞进行鉴定。方法：在诱导干细胞培养基中对小鼠诱导多能干细胞进行培养,用蛋白质印迹法(Western blot)对Oct-4及C-kit蛋白表达水平进行鉴定,用定时定量PCR对Mvh, Fragilis, Stella的mRNA水平进行鉴定。结果：由小鼠诱导多能干细胞体外诱导分化获得的原始生殖细胞样细胞特异性表达Oct-4蛋白、C-kit蛋白以及Mv hmRNA,Fragilis RNA,Stella RNA。结论：由小鼠诱导多能干细胞成功诱导培养出原始生殖细胞样细胞,为进一步研究其向精子细胞的转化奠定了较好的基础。     

利用诱导性多能干细胞技术体外扩增造血干/祖细胞的初步研究

目的 利用诱导性多能干细胞技术体外扩增造血干/祖细胞.方法 利用非整合型载体,将四个转录因子:Sox2、Klf4、Oct4和c-Myc导入脐血来源的造血干/祖细胞(CD34+细胞)重编程获得诱导性多能干细胞(iPSCs),再利用与小鼠骨髓基质细胞OP9共培养法将其定向分化成CD34+造血干/祖细胞.借助iPSCs可以在体外无限传代、大量扩增的特点,实现体外保存及大量扩增造血干/祖细胞的目的.结果 脐血CD34+细胞可以在体外重编程为非整合型iPSCs,并能够高效定向分化成为CD34+细胞,其分化效率比胚胎干细胞(ESCs)有显著提高.结论 利用诱导性多能干细胞技术体外大量扩增脐血造血干/祖细胞是一个可行的方案,具有良好的应用前景.