诱导性多潜能干细胞(iPS)研究：现状与展望

通过特定的基因组合与转染可以将已分化的体细胞诱导重编程为多潜能干细胞（iPS）,是近年来干细胞研究领域最令人瞩目的一项新的干细胞制造技术。与胚胎干细胞（ES）不同,iPS细胞的制造不需要毁损胚胎,因而不会涉及更多的伦理学问题。iPS的出现不仅为体细胞重编程去分化机制的研究注入了新的活力,而且为疾病发生发展相关机制研究与特异的细胞治疗,特别是再生医学带来新的曙光。目前,iPS的研究尚处于初级阶段,文章就iPS的研究现状与应用前景进行综述和展望。     

外刊

正Cell本期的杂志封面发表了北京大学邓宏魁研究组在胚胎细胞化学重编程的研究论文,报告称,该研究确定了胚外内胚层样状态是化学重编程早期的一个中间状态。研究人员通过XEN状态以分步方式精确操控细胞命运转变,鉴别出了一些小分子促进剂,建立了一个强大的化学重编程系统,相比以往报道     

诱导性多能干细胞研究及应用

诱导性多能干细胞(iPS细胞)是通过向体细胞中导入Oct4,Sox2,c-myc 和 Klf4 等基因,使体细胞重编程获得具有胚胎干细胞样特性的多能干细胞.iPS细胞的产生可谓干细胞领域的新里程碑.近两年,iPS细胞的研究突飞猛进,文中结合最新的研究结果,综述了iPS细胞的研究现状、进展,如新的iPS细胞诱导方法的建立、诱导iPS细胞产生效率的提高、iPS细胞的定向诱导分化及其在疾病模型治疗中的作用等.针对iPS细胞研究领域存在的问题,包括如何提高iPS细胞生成的效率、解决其临床应用的安全性、iPS细胞重编程的机制等进行了讨论,为今后进一步开展iPS细胞的研究提供了帮助.     

院校新闻

上海二医科大学培植人类胚胎干细胞 上海第二医科大学盛慧珍教授领衔的“治疗性克隆”课题研究最近获得重大突破,研究人员将人类皮肤细胞与兔子卵细胞融合,培植出人类胚胎干细胞,证明了可以对人体细胞核进行重新编程。对人体细胞核进行重新编程是获取胚胎干细胞的必要步骤。盛慧珍说:“通过治疗性克隆的途径,可以获得与病人基因型一致的胚胎干细胞。”     

诱导性多能干细胞的发展及前景展望

近年来,通过转入特定基因诱导体细胞重编程成为多能干细胞（iPS细胞）的研究成果引起了生命科学领域新的轰动。将完全分化的细胞重编程。不经过胚胎逆转为多能干细胞状态,这种方法相对容易操作,比较稳定,在生物学基础研究和临床应用方面都具有潜在的实用价值。与胚胎干细胞（ESC）相似,iPS细胞对于生物制药品种的更新和产生等十分有益。iPS细胞的产生对解决长期以来干细胞研究领域的伦理问题和免疫排斥问题具有十分重要的意义。然而,目前iPS技术仍然存在致癌性、效率低、病毒载体欠安全以及移植后存活率低等一系列问题。本文从iPS细胞的发展、获得、存在的问题以及发展前景4个方面进行了介绍。     

诱导肿瘤细胞HeLa为多能性干细胞的研究

将携带4种转录因子的逆转录病毒共同感染HeLa细胞,感染后的细胞铺到滋养层细胞MEF上培养,细胞长出类似胚胎干细胞的克隆团,这种克隆团可以扩增,并进一步诱导分化为神经元,同时免疫荧光检测细胞分化不同天数后Pax6,Sox1和βⅢ-tubulin的表达.结果表明,肿瘤细胞HeLa在Oct4、Sox2、c-Myc、Klf4等4种转录因子的作用下成功重编程为多能干细胞,同时可进一步分化为神经元.     

诱导性多能干细胞研究及应用

诱导性多能干细胞（iPS细胞）是通过向体细胞中导入Oct4,Sox2,c-myc和KU4等基因,使体细胞重编程获得具有胚胎干细胞样特性的多能干细胞．iPS细胞的产生可谓干细胞领域的新里程碑．近两年,iPS细胞的研究突飞猛进,文中结合最新的研究结果,综述了iPS细胞的研究现状、进展,如新的iPS细胞诱导方法的建立、诱导iPS细胞产生效率的提高、iPS细胞的定向诱导分化及其在疾病模型治疗中的作用等．针对iPS细胞研究领域存在的问题,包括如何提高iPS细胞生成的效率、解决其临床应用的安全性、iPS细胞重编程的机制等进行了讨论,为今后进一步开展iPS细胞的研究提供了帮助．     

乙二醇玻璃化冷冻液二步法对长爪沙鼠 2-细胞胚胎的冷冻保存

摘要: 目的 评价用乙二醇玻璃化冷冻液二步法对长爪沙鼠 2-细胞胚胎冷冻保存的效果。方法 通过超排卵处理 后与雄鼠交配获得长爪沙鼠 2-细胞胚胎,胚胎在冷冻液 EFS20 中平衡 3 min,然后移入冷冻液 EFS40 中平衡 1 min, 之后将细胞冻存管直接浸入液氮中保存。采用二步法复苏胚胎,复苏后移入改良的胚胎培养液( mKSOM) 中体外 培养。结果 采用该方法冷冻的胚胎复苏后胚胎回收率为 86. 73% ,存活率为 82. 94% ,复苏后存活的胚胎中约 1 / 3 胚胎可以在体外发育到囊胚。结论 乙二醇玻璃化冷冻液适于冷冻保存长爪沙鼠 2-细胞胚胎。     

昆明鼠早期胚胎发生的初步观察

关于小鼠的正常发生已有了报导(Lewis et al,1935; Rugh,1962)。种植前的早期胚胎细胞发生了一些分化,无论在形态、代谢和遗传等方面都有明显的变化。大家已对小鼠种植前的早期胚胎做了大量的工作,并建立了种植前早期鼠胚的体外培养方法(Hammond,1949;Cross 1973;Abramczuk,1977)。Wichnitzer(1967),Stern(1971)等发现小鼠早期胚胎细胞具有空泡型的线粒体,嵴呈同心圆状排列,8细胞阶段才开始出现横嵴线粒体。Magnuson(1977)用冰冻断裂法观察到小鼠早期胚     

诱导多能干细胞与帕金森症

两篇新文章让我们对帕金森症的基本认识更进了一步。在论文#7中,麻省坎布里奇白头生物医药研究所的Rudolf Jaenisch团队描绘了一个方案,这一方案可以将帕金森病人的皮肤细胞重编程成多能干细胞,而且不会有以前那些重编程方法的缺点。     

体细胞重编程中miRNA的鉴定及功能研究

该研究针对非编码RNA研究中的核心科学问题,研究体细胞重编程微RNA功能及调控网络。研究的5年预期目标是:利用分子生物学、细胞生物学、生物化学和信息生物学手段,完成重编程和体细胞重编程和多能性细胞分化多个阶段的微RNA的表达谱,鉴定出在以上多个阶段表达变化显著的微RNA。找到影响重编程或多能干细胞分化过程的几种微RNA及鉴定其靶基因,并揭示这些基因在上述过程的作用。鉴定到在转录后加工水平和核质转运过程受调控的微RNA,阐明这些特定微RNA的作用机理,揭示其核质转运变化与重编程和多能性细胞分化之间的关联,阐明其分子机制。阐明上述相关微RNA在胚胎发育、细胞分化和重编程过程中的作用及其自身生物合成规律,并揭示其在器官发育中的作用。近3年,已建立体细胞重编程和多能性细胞分化及体细胞转分化的研究系统。采用核移植技术,建立了可用于研究体细胞重编程中mi RNA功能的新系统——来自孤雄囊胚的单倍体胚胎干细胞系。已经建立了研究mi RNA核质转运和转录后加工调控的研究体系。制作了mi RNA敲除小鼠。系统鉴定了体细胞重编程过程中差异表达的mi RNA。系统鉴定了体细胞向肝细胞转分化过程中显著差异表达的mi RNA。发现了RNA结合蛋白在转录后加工水平调控的特定miR NA的表达。发现在哺乳动物细胞核内存在一种读码机制,可能参与调控非编码RNA的核质转运。揭示了mi R-126在小鼠胚胎血管新生和血管完整性维持中的作用,探究了其发挥作用的分子机制。     

胚胎分割、分割胚的体外培养及移植

用玻璃微针对小鼠胚胎进行分割,分割的裸半胚经体外培养和移植到受体后,获得由半胚发育的仔鼠。小鼠早期胚胎(2细胞,8细胞阶段)在链霉蛋白酶中软化透明带后,用直径为0.5μm的玻微针徒手对胚胎进行切割。切割的半胚体外培养24～48h,观察半胚的活力、发育率、发育阶段及胚泡的大小与未切割的正常胚胎进行比较。共切割胚胎342枚,切割后成活的半胚为411枚,半胚成活率为60.08％(411/682)。2细胞和8细胞阶段切割的半胚,成活率分别为     

胚胎干细胞向心肌细胞分化研究进展(综述)

胚胎干细胞(embryonic stem cells,ES)在体外分化培养条件下可以分化出各种组织细胞，其中包括心肌细胞。ES细胞在体外向心肌细胞分化与体内完整胚胎心肌发育过程相符合。该细胞在体外分化过程中顺序表达心肌细胞特有结构蛋白和离子通道，如肌球蛋白轻链和重链、特异性肌动蛋白、电压依赖性Ca^2 通道、K^ 通道等。ES细胞分化来源的心肌细胞具有体内心肌细胞的生理学特点，如产生的动作电位、表现自发性收缩等。因此，ES细胞是研究心肌细胞发育分化机制及鉴定其关键基因的理想模型。     

基于分层网络和反馈机制的细胞重编程

在多潜能细胞分化并最终形成相应的谱系结构的过程中, 多潜能细胞可能发生重编程.主要研究细胞分化过程中由双重负反馈回路的层级网络如何产生细胞重编程. 通过建立数学模型对整个系统的分叉进行分析, 揭示分层网络以及反馈机制产生细胞重编程的机理.     

自发性流产CBA/J×DBA/2小鼠母-胎界面DX5+CD69+细胞的浸润

目的研究DX5+CD69+细胞浸润与CBA/J×DBA/2小鼠自发性胚胎吸收的关系.方法CBA/J×DBA/2小鼠(A组)和CBA/J×BALB/c小鼠(B组)分别用作自发性流产模型和生育力正常对照.DX5用作广泛性NK细胞标志物,CD69作为NK细胞和T细胞活化标志物.采用流式细胞术检测母-胎界面淋巴细胞中CD69+细胞百分率,DX5+CD69+细胞与DX5+细胞比率,并对细胞数量与胚胎吸收率进行线性相关回归分析.结果A组孕13.5 d胚胎吸收率为34.1% (45/132),显著高于B组 (6.6%, 9/137; P<0.001).同时A组DX5+CD69+细胞与DX5+细胞比率 (28.1±11.9)%显著高于B组(19.5±5.7)%, (P<0.01).此外,A组DX5+CD69+与DX5+细胞比率(x)和胚胎吸收率(y)之间存在强线性相关(r=0.807, P<0.001, y=-1.157+1.278x).结论母-胎界面过多的DX5+CD69+细胞浸润可能与CBA/J×DBA/2小鼠胚胎吸收有关.     

克隆牛的四大实用价值

第一,可以人为地决定繁殖品质最优秀的牛;第二,可以控制性别,如繁殖奶牛就克隆母牛,避免了繁殖经济价值不高的公牛犊,仅这一项就能使奶牛场经济效益翻一番;第三,高品质牛的克隆胚胎生产数量几乎不受限制,以往的胚胎生产技术要取决于母牛的超数排卵,一头母牛每年获得可用胚胎一般不超过20年;第四,取材方便,成本低,仅用牛耳朵和废弃的牛卵巢,一个牛耳朵可取成千上万个成纤维细胞,可以地限制地构建克隆牛胚胎。克隆技术的应用前景显而易见。 (摘自《走近科学》)     

理解诱导多能干细胞发生中的不同因子

2007年11月，成人细胞可以重编程成为干细胞这一消息的宣布是一件令人激动的事，干细胞可以分化成任意类型细胞且没有衰老迹象。尽管这些诱导多能干细胞（iPS）存在很大的缺陷，但由日本京都大学Shinya Yamanaka研究组发表的原始论文却像老虎钳一样紧紧掌握着第一名的位置。     

泽蛙单倍体胚胎核糖核酸（RNA）的提取和测定

本研究以同一形态发生期(鳃盖闭合期)的泽蛙(Rana limnocharis Bole)雌核单倍体胚胎和这一期的泽蛙二倍体胚胎为材料，仿Sze(施履吉)法分别测定它们的细胞数目，并用苯酚法提取各自的核糖核酸，然后用紫外分光光度计对所提取的核糖核酸进行定性、定量。实验结果表明：鳃益闭合期泽蛙单倍体的细胞数目是二倍体的1．53倍，但每一细胞内的RNA含量却不及二倍体细胞的二分之一。作者据此讨论了泽蛙单倍体胚胎死亡的原因。     

烧烤油烟颗粒物对体外大鼠胚胎细胞的影响

采用微核诱导,姐妹染色单体交换(SCE)诱导以及噻唑蓝比色(MTT)等实验,研究烧烤油烟中的提取物对体外大鼠胚胎细胞微核率和SCE率的影响及细胞毒性作用,然后将实验数据进行统计学处理(SYSTAT软件包处理,t检验).结果显示:(1)各实验组与对照组有非常显著的差异(P<0.01);(2)烧烤油烟中的提取物能诱导大鼠胚胎细胞微核率与SCE率明显增加并对其胚胎细胞生长有明显抑制作用;(3)烧烤油烟提取物有很强的致癌性和致突变性并细胞有很强的毒性作用,且与接触的剂量有依赖关系.     

西班牙科学家用头发培育出多能干细胞

诱导式多能干细胞具备人体胚胎细胞和成熟细胞两种干细胞在医学应用方面的优点，但是其培育过程却十分困难且低效。巴塞罗那再生医学中心的科学家采用新方法，用一根头发就可以获得诱导式多能干细胞，将这种细胞培育过程效率提高了100倍，而且这种多能干细胞的增殖能力和发育的多样性与胚胎细胞不相上下。