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编号:1229685
诱导性多能干细胞的研究进展及应用前景
http://www.100md.com 2010年2月9日 中国医药生物技术 2010年第1期
基因组,分化,1iPS细胞的产生方法,1转基因技术,2转基因剔除技术,2iPS细胞的重编程机制,1转录因子,2插入突变,3iPS细胞的多向分化潜能,4应用前景,1建立疾病模型,2研究人类发育生物学及新基因的发现,3自体干细
     林晓龙,姜桦,陈彤

    干细胞治疗被认为是21 世纪治疗人类疾病最理想的模式。根据分化潜能的不同,干细胞可以分为全能干细胞、多能干细胞、专能干细胞;根据来源的不同,干细胞可分为胚胎干细胞(embryonic stem cell,ES 细胞)和成体干细胞。经过几十年的研究,科学家在 ES 细胞分离、纯化、体外培养、遗传操作等方面已积累了相当丰富的经验,目前可通过囊胚内细胞团分离、核转移、细胞融合等多种方法获得ES 细胞,ES 细胞所具有的多向分化潜能和无限增殖的能力使它拥有广阔的基础及临床应用前景。但是,ES 细胞建系过程中需要破坏受精卵或囊胚,在许多国家和民族的宗教信仰中,受精卵或囊胚即是生命,因此,伦理问题成为胚胎干细胞研究无法逾越的障碍;此外,从 ES 细胞中获得的功能细胞对患者来说属于异体细胞,细胞治疗时的免疫排斥问题也阻碍了它的临床研究进展;加上细胞培养过程的繁琐、定向分化能力的非可控性等问题迫使科学家寻找其他更合适的方法得到更符合病人需要的多能干细胞。在这种背景下,诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cell,iPS 细胞)诞生了。它在应用潜能方面显示出无比优越性。本文就诱导性多能干细胞产生的历史、研究进展及应用前景做一综述。

    1 iPS 细胞的产生方法

    1.1 转基因技术

    2006 年日本科学家 Takahashi 和Yamanaka[1]首次在Cell 杂志上报道通过逆转录病毒介导的转基因技术将 4 个转录因子即 Oct3/4、Sox2、c-Myc 及 Klf4 导入小鼠胚胎成纤维细胞(mouse embryonic fibroblast,MEF)获得一种多能干细胞,并命名为诱导性多能干细胞。随后,Takahashi等[2]和Yu 等[3]也分别获得人成纤维细胞(human fibroblast,HF)来源的 iPS 细胞。目前,可以从神经祖细胞[4]、肝细胞[5]、胃黏膜上皮细胞[5]、人精原干细胞[6]、头发角质细胞[7]中获得 iPS 细胞。这些初始细胞分别代表三个胚层来源的分化细胞,表明从不同组织来源的体细胞都能产生 iPS 细胞。这种现象并不限于某个胚层发育形成的组织[4]。最初的基因图谱分析显示 iPS 细胞基因组存在病毒插入位点[1],但不明确这些插入位点是否是诱导所必需的。随后,利用不与宿主基因整合的腺病毒[8]、质粒[9]表达载体瞬时转染靶细胞也可以获得 iPS 细胞。这些研究尤其是后者更直接证明病毒基因插入突变不是诱导所必需的 ......

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