诱导性iPS细胞的最新研究成果综述

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诱导性 iPS 细胞的最新研究成果综述

来源：学术堂作者：刘老师

发布于：2014-06-11 共3243 字

将已分化的体细胞重编程为类胚胎干细胞样细胞的技术完成于 2006 年. Takahashi 等[1]通过外

源表达一组选择性的转录因子导入成体小鼠成纤维细胞, 最终确定最少有 4 种转录基因组合---

Oct4 ( 也称 Pou5f1、Oct3 / 4)、Sox2、Klf4 和c-Myc 可将成纤维细胞重编程为诱导性多潜能干

细胞(iPS 细胞). 从此 iPS 细胞的研究开始成为干细胞研究领域的热门, 并且 iPS 细胞的来源也越

来越广泛.利用 iPS 细胞诱导技术将终末分化细胞先诱导成 iPS 细胞,再进一步诱导成具有特定功

能的细胞,如神经细胞,心肌细胞等,称为诱导性细胞. 时至今日研究者已经开始尝将 iPS 细胞应用

于临床治疗.

1、诱导性多潜能干细胞的研究进展

从iPS 细胞诞生之日起,iPS 细胞的研究就成为细胞研究领域的热门. 起初, 研究者诱导 iPS 细胞

时,iPS 细胞的诱导效率极低, 而且他们用的是 4 个转录因子 Oct4、Sox2、Klf4 和c-Myc, 其中 c-

Myc 还具有一定的致癌作用. 后来经过科学家们的不断尝试, 开始用小分子化合

物、miRNA、mRNA 或蛋白质等导入细胞来诱导 iPS 细胞[1-6], 转录因子的个数也从 4 个减少

到1 个, 甚至只用小分子化合物等物质来诱导 iPS 细胞[7-9]. 近年来 iPS 细胞研究取得了突破性

进展, 如建立了人类疾病特异的 iPS 细胞,借助锌指核酸酶和转座子等介导的转基因技术高效制

备了无病毒的 iPS 细胞[10-13].

从2007 年Takahashi 等[2] 和Yu 等[3] 先后将人的体细胞重编程为 iPS 细胞开始, 多种人类成体

干细胞被重编程为诱导性多潜能干细胞, 但是直到 2013 年Trokovic 等[14]才将人类骨骼成肌细

胞重编程为 iPS 细胞,他们通过逆转录病毒载体( 图1)或仙台病毒载体介导目的基因的异位表达,

在无饲养层且含有适宜的培养基条件下,可以使人类骨骼成肌细胞达到和人类成纤维细胞一样的

重编程效率, 再加入组蛋白脱乙酰酶抑制剂丙戊酸钠 (VPA)、丁酸钠(NaB) 和ALK4/5/7 抑制剂

SB431542(SB), 能明显提高人类骨骼成肌细胞重编程为 iPS 细胞的诱导效率.

到目前为止,除了人之外, 小鼠、大鼠、猴子、绵羊、猪的 iPS 细胞系均已建立[15-19].iPS 细胞

研究的意义重大, 它不仅为多潜能干细胞[20]的获取提供了新的途径,而且避免了传统胚胎干细

胞研究中存在的伦理问题,同时还解决了免疫排斥反应问题,为细胞的体外培养和诱导提供了平

台( 图2),使人们在细胞和分子水平上研究人类多种疾病及其发病机理成为可能( 图3),也为相应

药物的研发提供了便利. 正是由于iPS 细胞技术使得整个细胞生物学研究发生了质的飞跃, 所以

Ya-manaka 荣获了 2012 年的诺贝尔医学奖. 当然,目前 iPS 细胞的发生机制还不是十分明确, 还

有待深入了解,iPS 细胞的诱导效率仍然很低,整个诱导过程相对繁琐,费用比较昂贵,达到商业

化、大众化应用的地步还有些遥远,这一切都有待进一步研究和开发.

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诱导性iPS细胞的最新研究成果综述来源：学术堂作者：刘老师发布于：2014-06-11共3243字将已分化的体细胞重编程为类胚胎干细胞样细胞的技术完成于2006年.Takahashi等[1]通过外源表达一组选择性的转录因子导入成体小鼠成纤维细胞,最终确定最少有4种转录基因组合---Oct4(也称Pou5f1、Oct3/4)、Sox2、Klf4和c-Myc可将成纤维细胞重编程为诱导性多潜能干细胞(iPS细胞).从此iPS细胞的研究开始成为干细胞研究领域的热门,并且iPS细胞的来源也越来越广泛.利用iPS细胞诱导技术将终末分化细胞先诱导成iPS细胞,再进一步诱导成具有特定功能的细胞,如神经细胞,心...

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