诱导产生多能性干细胞(iPS细胞)的研究进展

最近, 将人类体细胞诱导成为多能性干细胞(induced pluripotent stem cells, iPS细胞)的研究成果在生命科学领域引起了又一次轰动, 被誉为人类生命科学新的里程碑. 这些突破性进展为进一步研究多能性的调控机制带来了观念上的创新并提供了新的研究模型, 同时也建立了一种全新的体细胞核重编程的方法. 由于这种方法相对容易操作, 而且比较稳定, 因而在生物学基础研究和临床应用方面具有潜在的价值. 本文从iPS细胞的研究历程、获得iPS细胞的几个关键步骤、iPS细胞研究所引发的相关科学问题以及iPS细胞的应用价值和发展方向4个方面进行了评述.     

E-钙黏蛋白介导的细胞间接触对于诱导性多能干细胞形成至关重要

<正>重编程效率低以及整合转录因子需要病毒载体限制了诱导性多能干(iPS)细胞的应用,寻找化学分子和合作因子提高iPS细胞的生成效率具有非常高的价值.同时,限制重编程效率的细胞机制也有待进一步调查.中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所裴钢研究     

利用人羊水细胞可快速建立有效的多能干细胞系

将人体细胞直接进行重编程制备患者特异性诱导多能干细胞(iPS)有望用于疾病建模和细胞置换治疗.然而,获取iPS的低效率和安全性问题限制了其临床应用.同时,细胞类型也可以     

细胞重编程改写细胞命运：细胞的返老还童——2012年诺贝尔生理学或医学奖简介

科学家们对细胞重编程的研究已经持续了数十年。所谓细胞重编程是指“已分化的特定细胞可以被重新编程为多功能的干细胞”。1962年,约翰·戈登（John Gurdon）在他的实验室里证明,已分化的动物体细胞在蛙卵中可以被重编程,从而具有发育成完整个体的能力,证明了细胞的分化是可逆的。2006年,山中伸弥（Shinya Yamanaka）将戈登的这一成果推进了一大步,实现了细胞在体外的重编程,诱导出了具有多能性的细胞（即诱导性多能干细胞,induced pluripotent stem cell,iPS细胞）,证明了细胞命运是有选择性地打开或关闭某些基因的结果。与胚胎干细胞相比,iPS细胞的优势在于它避开了使用人体胚胎提取干细胞的伦理道德制约,使干细胞研究能被所有人接受。同时,由于这些细胞来自于病人自身,在临床应用时有希望避免免疫系统对外来组织的排斥。iPS技术的创立开创了一个全新的研究领域。     

维生素C与表观遗传调控

维生素C作为一种人体必需营养物质被人们所熟知.除了作为一种重要的抗氧化剂之外,维生素C在体内还参与了胶原蛋白、儿茶酚胺类物质以及肉毒碱等的合成过程.维生素C的一个主要生理功能是作为体内多种二价铁离子/-酮戊二酸依赖性氧化加氧酶的辅因子,有大量参与表观遗传调控的重要蛋白属于该家族酶类,因此维生素C具有重要的表观遗传调控功能.最近的研究发现,维生素C可以通过表观遗传调控显著提高诱导多能干细胞(iPS细胞)的诱导效率.本文将重点介绍维生素C对与表观遗传修饰有关的双加氧酶类,以及对体细胞重编程的影响,进一步扩宽我们对维生素C在生命活动以及人类健康中所起作用的理解.     

体外诱导脑膜来源的iPS 细胞形成神经样的细胞

单层贴壁的培养方法能够在无血清的情况下将胚胎干细胞(ES 细胞)诱导分化形成神经 样的细胞. 重编程小鼠脑膜细胞产生的多能干细胞(iPS 细胞) C5, 也可以运用诱导ES 细胞神经 发生的方法来诱导神经特异性标志基因Sox1, Sox3, Pax6, Nestin 和Tuj1 的表达; 与之相反, 随 着分化的进行, ES 细胞特异性的标志基因Oct4 和Nanog 的表达量迅速降低. 通过细胞免疫荧 光技术, 可以检测到大量Pax6 和Nestin 阳性的神经前体细胞的存在, 并且随着时间的推移, 这 些前体细胞能够分化形成3 类中枢神经系统的细胞, 分别是神经元、星形胶质细胞和少突胶质 细胞. 体外诱导iPS 细胞形成的个体特异性细胞可以作为研究遗传类疾病机制的工具, 并且可 用来治疗机能紊乱和年老的神经组织. 此外, 脑膜细胞由于高表达胚性调控因子Sox2, 更容易 被逆分化形成iPS 细胞, 为此将更加胜任于临床治疗应用.     

iPS研究急待“涅槃重生”

<正>2006年,以山中伸弥教授为首的日本京都大学研究小组通过实验,成功地将小鼠的皮肤细胞——确切地说是成纤维细胞——转化成了干细胞。这是科学家首次获得诱导性多能干细胞,即iPS细胞。iPS细胞的发现有着不同寻常的意义。首先,它更新了人们的观念,从此之后人们不再认为细胞的命运不可逆转。普通体细胞不仅可以逆转为干细胞,而且还可以实现不同组织间的转分化。其次,它绕过了胚胎干细胞的伦理困境,让很多实验室都可以重复这个简单的实验,开展多能干细胞的研究。最后,iPS细胞还具有很多胚胎干细胞所不具备的优势。诸如,将患者自身的i PS细胞在体外操作后重新植入体内,会大大减少排斥反应。     

日本用人类iPS细胞制成血小板

日本东京大学干细胞生物学教授中内启光最近成功地用人类诱导多功能干细胞（iPS细胞）培养出血小板，这在世界尚属首次。     

2010年科技热点展望

2010年,值得关注的科技领域包括诱导性多能干细胞(iPS)的研究和应用、被称为"宇宙射线眼"的阿尔法磁谱仪将发射升空、"外显子组测序(exome sequencing)"技术将通过遗传基因"暗物质"的研究揭开遗传疾病之秘、以破坏肿瘤细胞代谢的方式开辟癌症治疗新途径,以及美国航空航天局(NASA)下一步的人类太空飞行计划。     

科学上的竞争让全人类受益

岁末年初,美日两个研究小组几乎同时宣布成功地将人体皮肤细胞改造成了几乎可以和胚胎干细胞相媲美的干细胞——“iPS细胞”,它也被通俗地称为“皮肤干细胞”。它的诞生仿佛给沉寂一时的国际干细胞研究打入了一剂强心剂。     

IL-2增强小鼠T细胞APEX基因的表达

T淋巴细胞增殖和分化是非常复杂的过程,它受许多细胞外因子的调节。这些因子包括抗原、生长因子和细胞表面分子等等,IL-2是一个重要的细胞因子。IL-2与IL2R结合而介导了一个信号传导级联反应,维持细胞存活,导致细胞增殖与分化。在这个过程中,IL-2除了刺激一些共同的转录因子基因的表达,如c-fos,c-jun,c-myc等;也因细胞而异地激活了IL-2     

逆转生命时钟:诱导性多能干细胞

生命是怎样生生不息的?包括人类在内的生命体,又是怎样由一个受精卵发育为一个有血有肉、有五脏六腑的成体的?这个过程是如何组织协调的,能不能逆转呢?一直以来,为了医疗需要和理论探索,人们致力于通过各种途径获得拥有类似胚胎的强大发育潜能的特殊细胞--干细胞,但同时又被各种技术瓶颈和伦理问题所困扰.     

诱导多潜能干细胞(iPSCs)的临床应用进展

诱导多潜能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)自2006年被Yamanaka研究小组发现后,由于其与胚胎干细胞相似的分化潜能,且不涉及伦理问题,在临床研究等方面具有广阔的研究前景并迅速成为当前研究的热点.利用该技术能获得疾病特异的诱导多潜能干细胞,避免了移植中的免疫排斥问题,同时也可将其诱导分化为各种细胞类型并用于疾病模型的研究.本综述主要探讨iPS细胞的疾病模型和细胞治疗的研究进展,并就其存在的问题及应用前景进行浅析.     

丁盛:在干细胞世界里翱翔

现年34岁的美国斯克利普斯研究所化学副教授丁盛,因与同事利用重组蛋白诱导出小鼠胚胎细胞的多能性,完全避免了基因操作等过程,被《科学家》杂志评选选为2009年度对生命科学最具影响的5位人物之一。     

靠什么赢得科研路上的马拉松

<正>2010年,由中国科学院广州生物医药与健康研究院院长裴端卿教授带领的研究团队提出,诱导性多能干细胞(iPS细胞)形成是由间质-上皮细胞转换(MET)来启动的假说。该假说的证实论文发表在《Cell Stem Cell》杂志上,并被《科技日报》评为我国"2010年十大科技新闻"之一。后该研究团队在这一理论的指导下,将从人体尿液中提取的i PS细胞植入实验小鼠体内,成功诱导生长出一颗牙齿。利用这第一颗i PS细胞生长出的牙齿,研究其规律,或许可以指导科学家用i PS细胞诱导生长出其他的人类组织与器官。     

一氧化氮可抑制TGF-β1诱导的上皮细胞向成纤维细胞的转化及凋亡

一氧化氮(NO)是一种多功能调节因子,参与多种生理和病理过程.中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所宋建国研究组发现,小鼠肝脏细胞中的NO供体S-亚硝基-N-乙酰青霉胺     

科学要看最后的结果

正经过不懈努力,全球关注的阿尔法磁谱仪项目于2014年9月18日公布最新研究成果,进一步显示暗物质可能存在。对此该项目首席科学家、著名华人物理学家丁肇中表示,新发现是他自1963年以来最重要的研究成果,"根据现在的结果,我们所找的东西一定是新的东西,从来没有见过的东西,是不是暗物质,要看最后一个结果"。饱受丑闻困扰的日本理化研究所于2014年9月12日宣布,他们利用能发育成多种细胞的iPS细胞制成视     

兔网织红细胞中存在细胞生长抑制活性物质

细胞的增殖和分化受一系列调节因子的调控。许多事实表明,细胞增殖调控过程中任何一个环节的失调,都将引起细胞的增殖异常,甚至导致细胞的恶性转化。目前,除人们熟知的对细胞生长呈正调节作用的生长因子外,已从不同细胞或其条件培养液中陆续分离出一些对细胞生长呈负调节作用的生长抑制因子。我们近年来将多种肿瘤细胞与哺乳类网织红细胞杂交以分析其杂交子代细胞的恶性表型,所得到的结果一致表明,杂交细胞的恶性程度均明显降低。这些结果提示,在哺乳类网织红细胞中可能存在对细胞增殖呈负调节作用的     

转录因子:基因书签的关键参与者

为什么肝细胞复制后依然还是肝细胞,肺细胞复制后还是肺细胞?子细胞如何在有丝分裂结束后重建母细胞的转录模式?谁来充当阅读遗传信息之书的书签?近些年研究发现,此前人们深信不疑的转录因子在有丝分裂过程中从染色质上剥离的结论并不准确,越来越多的研究表明,有丝分裂过程中部分染色质处于开放状态,转录因子并不从染色质中剥离,提示转录因子可作为基因书签。本文介绍了基因书签这一表观遗传学新内容的定义,给出了几个转录因子作为基因书签的具体案例,并介绍了系统地揭示转录因子作为基因书签的最近研究进展,希望能为从事表观遗传学研究或对表观遗传学感兴趣的同仁提供全面且通俗的解读。     

源于干细胞的囊胚样结构:研究现状与展望

由于样本和伦理的限制,人类早期胚胎发育中仍有许多未完全阐明的问题.而类囊胚的出现使得构建体外模拟胚胎发育,尤其是植入前、植入和早期植入后过程的类器官系统成为可能.但初始方案的类囊胚构建效率较低,且对受精囊胚的模拟还存在较大差异,因此研究人员探索利用不同类型细胞以及不同诱导体系,提高类囊胚的构建效率,并获得了在形态学和转录组水平上更类似于受精囊胚的模型.除了转录组分析,蛋白组和翻译后修饰的组学也被用于探索类囊胚形成的分子机制和与受精囊胚的相似性.同时,类囊胚已经被作为研究模型探索不同基因组特征对胚胎发育的影响以及潜在作用机制.因此,我们总结了近期小鼠和人类的类囊胚模型的研究进展及新型全能样细胞参与构建类囊胚的未来前景.