诱导多能干细胞?成纤维细胞诱导多能干细胞?

远洋康民 70 0

人工诱导多能干细胞是怎么做到的?

诱导多潜能性干细胞(induced pluripotentstem cells, iPScells)是由一些多能遗传基因导入皮肤等受体细胞中通过基因重新编排方法,“诱导”普通细胞回到最原始的胚胎发育状态,能够像胚胎干细胞一样进行分化。

诱导多能干细胞是对成熟细胞重编程得到的,像胚胎干细胞一样具备分化成多种细胞的潜力,可用于修复受损的组织和器官。CRISPR基因编辑技术能精确查找一串代码在基因组中的位置,进行删除或修改。

研究人员用来产生诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cells, iPSCs)的方法既花时间而且效率又低。按照当前的方法,当把四种转录因子导入成体细胞如皮肤细胞中时,利用上千个皮肤细胞最终只能获得几个iPSCs。

诱导多能干细胞?成纤维细胞诱导多能干细胞?-第1张图片-远洋康民

终末分化的体细胞不能诱导变成诱导性多能干细胞,对吗

诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPS cells),是指通过导入特定的转录因子将终末分化的体细胞重编程为多能性干细胞。

一般来说,体细胞是终末分化细胞,是细胞分化到最终结果,这类细胞不再具有分化能力;而大量的干细胞则具有多向分化的能力。细胞分化之前就有分化决定,即在细胞分化成为下一级细胞之前,就已经被决定了分化成何种细胞。

首先我们来了解一下iPS细胞,iPS细胞又称为诱导性多能干细胞,其可以通过导入特定的转录因子将终末分化的体细胞重编程为多能性干细胞。

一些“诱导”因子能够将小鼠和人的体细胞(如皮肤成纤维细胞)直接重编程(reprogramming)而去分化为具有多向分化潜能的诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPS细胞),其中小鼠的iPS细胞已被证明具有发育全能性。

但是不具有发育成一个整个的能力了,它的发育是会受到限制的。骨髓多能造血干细胞就是一种典型的多能干细胞,可以分化出很多的血细胞,但是不能分化出来不具有造血系统的细胞。

年11月20日,美国威斯康星大学詹姆斯·汤姆森的研究小组在科学杂志发表体细胞转变成“诱导性多能干细胞”(iPS细胞)的成果,而日本京都大学教授山中申弥领导的研究小组也于同日在《细胞》杂志发表类似的研究结果。

什么是诱导多能干细胞

『One』, 诱导多能干细胞是对成熟细胞重编程得到的,像胚胎干细胞一样具备分化成多种细胞的潜力,可用于修复受损的组织和器官。CRISPR基因编辑技术能精确查找一串代码在基因组中的位置,进行删除或修改。

『Two』, 诱导多能干细胞是一种形态、基因和蛋白表达、表观遗传修饰状态、细胞倍增能力、类胚体和畸形瘤生成能力、分化能力等方面都与胚胎干细胞相似的细胞。近来 重编程技术的快速发展为干细胞的研究提供了广泛的前景。

『Three』, iPSCs是指诱导多能干细胞,指体细胞经导入多能遗传基因及其他诱导因子的作用下进行基因的重新编排,从而得到的具有多能分化潜能的干细胞。

『Four』, 诱导多能干细胞最初是日本人山中伸弥(ShinyaYamanaka)于2006年利用病毒载体将四个转录因子的组合转入分化的体细胞中,使其重编程而得到的类似胚胎干细胞的一种细胞类型。

『Five』, 是全能性的标志,它能够促使ICM形成、维持胚胎干细胞未分化前状态并促进其增殖2)Sox2 和Klf4是基因转录因子。3)c-Myc是一个原癌基因。

体细胞克隆和诱导多能干细胞的相同点

纤维素酶和果胶酶:植物细胞工程中植物体细胞杂交时,需事先用纤维素酶和果胶酶分解植物细胞的细胞壁,从而获得有活力的原生质体,然后诱导不同植物的原生质体融合。

克隆羊“多莉”,以及其后各国科学家培育的各种克隆动物,采用的都是细胞核移植技术。所谓细胞核移植,是指将不同发育时期的胚胎或成体动物的细胞核,经显微手术和细胞融合方法移植到去核卵母细胞中,重新组成胚胎并使之发育成熟的过程。

该技术包括首先从雄性老鼠身上提取皮肤细胞,然后将其转化成类似干细胞的状态,以创建所谓的诱导性多能干细胞(iPS cells)——一种可以转化为其他类型细胞的细胞。因为该皮肤细胞从雄性老鼠身上提取,因此具有XY染色体。

首先是将雄性的皮肤细胞重新编程为干细胞样状态,目的是为了产生所谓的诱导多能干细胞 (iPS),然后将这些细胞里的Y染色体丢掉,然后从另一个干细胞里提取X染色体代替,这样就会产生拥有两条X染色体的细胞。

该技术的实现过程相对复杂。首先,从雄性老鼠身上提取皮肤细胞,再将其转化为类似于干细胞的状态,创建所谓的诱导性多能干细胞。

中国科学家诱导出人类全能干细胞,该研究具有哪些意义?

『One』, 融合华大智能制造的DNBSEQ测序技术,生物学家能以高灵敏和准确度的方式 开展多维度的单细胞剖析,迅速获得具备关键发育潜力的细胞,并研究这种细胞的发育动向。

『Two』, 这对解决器官短缺、异种移植排斥反应等问题具有重要意义。单细胞测序技术的进步使突破成为可能,过去,研究人员可能需要治疗和培养数千个细胞来进行同样的实验,但成功的几率不到15%,就像大海捞针一样。

『Three』, 同时这种全能干细胞也很接近于受精卵的原始状态,那么用于医学培养器官就非常有利,同时也有利于器官的移植,这对医疗有着重要意义,尤其是对患病的患者来说能够解决器官短缺异体、异体移植排斥反应等重大问题。

诱导多能干细胞是什么?

诱导多能干细胞是对成熟细胞重编程得到的,像胚胎干细胞一样具备分化成多种细胞的潜力,可用于修复受损的组织和器官。CRISPR基因编辑技术能精确查找一串代码在基因组中的位置,进行删除或修改。

诱导多能干细胞是一种形态、基因和蛋白表达、表观遗传修饰状态、细胞倍增能力、类胚体和畸形瘤生成能力、分化能力等方面都与胚胎干细胞相似的细胞。近来 重编程技术的快速发展为干细胞的研究提供了广泛的前景。

iPSCs是指诱导多能干细胞,指体细胞经导入多能遗传基因及其他诱导因子的作用下进行基因的重新编排,从而得到的具有多能分化潜能的干细胞。

产品成分明确、无需滋养层细胞,可在长期传代培养过程中良好的维持人胚胎干细胞(ESCs)和人诱导多能干细胞(iPSCs)的良好的细胞形态、多能性和稳定性。

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