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诱导性多功能干细胞(iPS)

文章作者:华雅干细胞 / 发布时间:2015-10-15

诱导性多功能干细胞(iPS)七大新闻;1.新方法产生诱导性多功能干细胞;现有的将体细胞重编程为诱导性多功能干细胞(ind;L.Warren,etal.,“Highlyef;2.干细胞产生三维肠道样组织;通过一种涉及生长因子和信号传导因子处理的三步程序;J.R.Spence,etal.,“Direct;3.产生血液;研究人员第一次将人成纤维细胞(fibrobl

诱导性多功能干细胞(iPS)

1. 新方法产生诱导性多功能干细胞

现有的将体细胞重编程为诱导性多功能干细胞(induced pluripotent stem cell, iPSC)的方法存在一些不足,如在使用逆转录病毒和其他遗传成分转染表达重编程性转录因子时会改变宿主细胞的基因组。如今,研究人员采用转染化学修饰的mRNA来表达5种必需的转录因子的方法,从而能够将4种人细胞类型高效地转化为基因组不发生改变的诱导性多功能干细胞,同时也不会激活宿主细胞的天然免疫反应---从而降低这些干细胞的细胞毒性和它们转变为癌细胞的风险

L. Warren, et al., “Highly efficient reprogramming to pluripotency and directed differentiation of human cells with synthetic modified mRNA,” Cell Stem Cell, 7:618-30, 2010.3

2.干细胞产生三维肠道样组织

通过一种涉及生长因子和信号传导因子处理的三步程序,研究人员将人诱导性多功能干细胞分化为一种三维的肠道样组织,包括类似于绒毛、隐窝(crypt)和上皮的结构,这是采用干细胞产生复杂组织的一个突破。

J.R. Spence, et al., “Directed differentiation of human pluripotent stem cells into intestinal tissue in vitro,” Nature, 470:105-9, 2011.

3.产生血液

研究人员第一次将人成纤维细胞(fibroblast)---结缔组织中发现的分泌骨胶原的细胞---转化为骨髓祖细胞(myeloid progenitor cell),而骨髓祖细胞产生血细胞,如粒细胞、单核细胞和红细胞。令人吃惊的是,他们是通过表达单个转录因子OCT4并用促进造血细胞生长的细胞因子处理一下,就可实现上述转化。

CE. Szabo, et al., “Direct conversion of human fibroblasts to multilineage blood progenitors,” Nature, 468:521-6, 2010.

4. 耳听为实

内耳的机械敏感性感觉毛细胞(sensory hair cell)是身体中一些最为复杂和特化的细胞,对听觉和平衡而言是至关紧要的。因为不能再生,它们也就成为人们开发疗法治疗听力丧失的香饽饽。来自斯坦福大学的研究人员开发一种逐步程序,利用小鼠胚胎干细胞和诱导性多功能干细胞来模仿耳朵发育的早期阶段,结果形成对机械刺激作出反应产生电流的毛细胞。

Oshima, et al., “Mechanosensitive hair cell-like cells from embryonic and induced pluripotent stem cells,” Cell, 141:704-16, 2010.

5. 制造神经元

研究人员仅仅使用三种转录因子Ascl1,Brn2和Myt1l,第一次将小鼠成纤维细胞直接重编程为功能性的神经元。仅一周之后,这些神经元表现出自发性的和有节奏的网络活性。

T. Vierbuchen, et al., “Direct conversion of fibroblasts to

functional neurons by defined factors,”Nature, 463:1035-41, 2010.

6. 修复端粒

先天性角化不良(Dyskeratosis congenita, DC)是一种罕见的与端粒酶和保护性复合物TERC上的突变相关联的疾病,会导致端粒缩短。研究人员发现,当来自DC病人的成纤维细胞重编程为诱导性多功能干细胞时,产生的TERC和其他的端粒酶组分水平增加,结果形成更长的端粒。 S. Agarwal, et al., “Telomere elongation in induced pluripotent stem cells from dyskeratosis congenita patients,” Nature, 464:292-6, 2010.6

7. microRNA和多功能性

最近,人们早已发现microRNA在调控细胞的多功能性(pluripotency)方面起着重要的作用。在这项研究中,研究人员鉴定并描述两种microRNA家族---胚胎干细胞周期调控microRNA家族和let-7 microRNA家族,它们在阻止和促进小鼠胚胎干细胞自我更新方面发挥着相反的作用。

C. Melton, et al., “Opposing microRNA families regulate self-renewal in mouse embryonic stem cells,”Nature, 463:621-6, 2010

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