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诱导多能干细胞生成方法及其研究进展

标签:诱导多能干细胞

诱导多能干细胞研究进展适用于各种重编程技术生成,包括积分向量,非积分向量,可积分积分向量和非向量系统。为了整合载体,高桥和山中首 次通过逆转录病毒载体介导的四种重编程因子(Oct4,Sox2,Klf4和c-Myc)将小鼠胚胎成纤维细胞和小鼠尾尖成纤维细胞首 次转化为诱导多能干细胞。

诱导多能干细胞

2007年,Yu等。使用携带Oct4,Sox2,Nanog和Lin-28的慢病毒将人类成纤维细胞重编程为诱导多能干细胞。尽管此方法可以成功地将细胞重编程为诱导多能干细胞,但是将逆转录病毒DNA整合到宿主基因组中可能会导致插入诱变,从而引起恶性肿瘤形成或白血病。因此,为了将来的临床治疗目的,优选在不改变宿主基因组的情况下产生诱导多能干细胞的方法。


为了尝试将细胞重编程为诱导多能干细胞,而无需基因组整合,Hochedlinger研究小组利用瞬时表达Oct4,Sox2,Klf4和c-Myc的非整合腺病毒从成纤维细胞和肝细胞生成诱导多能干细胞。有趣的是,直到20周龄的任何嵌合体子代均未观察到肿瘤形成。由山中伸弥(Shinya Yamanaka)领导的另一个研究小组证实,腺病毒转基因没有整合到诱导多能干细胞宿主基因组中,他们使用质粒将体细胞重置为多能状态。


首先使用非整合性基于orip / EBNA1的附加型载体创建人诱导多能干细胞(诱导多能干细胞),该载体在哺乳动物细胞中以稳定的染色体外形式稳定复制,然后通过药物选择亚克隆以分离出诱导多能干细胞。尽管这些非整合载体也可以成功生成诱导多能干细胞,但它们的主要缺点是与整合载体相比,重编程效率相对较低。


后来,其他研究人员放弃了基于遗传的技术,而是专注于直接使用需要的蛋白质。作为可以通过蛋白转导方法产生诱导多能干细胞的第 一个证明,将四个重编程因子与聚精氨酸蛋白转导域融入,然后将融入蛋白递送到OG2 / Oct4-GFP报告基因纤维细胞细胞中。这种重编程方法的显着优势在于,它可以有效地消除操纵靶细胞基因组所带来的任何风险。随后,另一种基于蛋白质的重编程方法采用了一组胚胎干细胞衍生的提取蛋白,而不是DNA或RNA,来完全重编程成年成纤维细胞。


近期科研人员仅使用小分子化合物即可将小鼠体细胞转化为多能状态,从而提供了无需基因干预即可生成诱导多能干细胞的另一条便捷途径。令人鼓舞的是,以色列科学家发现了重编程过程中的关键分子障碍-Mbd3,它是Mbd3 /核小体重塑和去乙酰化阻遏物的核心成员。通过应用OSKM转导加上Mbd3耗竭,他们可以在7天内以接近100%的效率对小鼠/人类体细胞进行同步重编程,这是重编程的巨大飞跃。


尽管上述研究是完全在体外完成的,但尚不清楚是否可以在体内直接诱导多能干细胞 。近期,Abad等。完成了这项艰巨的任务。在这项引人注目的研究中,作者生成了带有多西环素诱导盒的可重编程小鼠,该盒编码四个重编程因子,并证明了重编程的诱导多能干细胞具有由合子及其直系子代细胞传代的全能特性。生成的ESC和诱导多能干细胞无法完成。总之,已经将各种细胞类型重新编程为诱导多能干细胞,因此,已指导诱导多能干细胞分化为许多不同的细胞类型。本文的其余部分着重于诱导多能干细胞对免疫系统中细胞的诱导和再分化,特别是对HSC和完全分化的免疫细胞的诱导和再分化。


诱导多能干细胞:突破10年后可能性

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2020-12-10

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