人诱导性多潜能干细胞系的建立

背景:诱导性多潜能干细胞与肿瘤干细胞的发生过程极其相似,而且具有的干细胞特性极其接近人胚胎干细胞。因此,研究诱导性多潜能干细胞有利于人们进一步认识并了解人类发育以及肿瘤的发生过程。目的:掌握建立人诱导性多潜能干细胞系的技术,以便为特异性疾病细胞的重编程建立技术平台,从而利用重编程技术研究疾病的发病机制。方法:将含有Oct4、Sox2、Klf-4和c-Myc 4个转录因子的反转录病毒感染人皮肤成纤维细胞(HS27细胞),在人胚胎干细胞培养条件下诱导产生人胚胎干细胞样的克隆。挑取并进一步扩增,通过克隆形态、碱性磷酸酶活性、免疫荧光检测是否有人胚胎干细胞标记物Oct4、Sox2、c-Myc、Klf-4的表达,悬滴法检测HS27细胞来源的克隆形成畸胎瘤的能力和验证向3个胚层的分化能力。结果与结论:经病毒感染诱导产生的胚胎干细胞样克隆呈绿色荧光蛋白阴性,克隆在细胞形态方面与人胚胎干细胞克隆相似,进一步扩增经碱性磷酸酶检测克隆呈阳性,免疫荧光检测克隆表达Oct4、Sox2、c-Myc、Klf-4,并且HS27细胞来源的克隆注入免疫缺陷小鼠体内可以形成畸胎瘤并经苏木精-伊红染色显示具有向三胚层分化能力。实验成功构建了人诱导性多潜能干细胞系,为下一步开展疾病细胞特异性重编程研究奠定了良好的实验基础。

人诱导性多潜能干细胞(iPS细胞)系的建立

掌握建立人iPS细胞系(induced pluripotent stem cells,iPSCs)的技术,以便为人肿瘤细胞重编程为iPS细胞建立技术平台.在人胚胎干细胞的培养条件下,通过携带Oct4、Sox2、c-Myc、Klf4 4个混合因子的慢病毒感染人皮肤成纤维细胞(CCD-1079SK细胞),从而诱导成干细胞样的克隆.根据人胚胎干细胞的特性进行如下鉴定:克隆形态、碱性磷酸酶活性、核型和CCD-1079SK细胞来源的克隆拟胚体(embryoid bodies,EBs)形成及分化等.结果显示,在人胚胎干细胞的培养环境中,导入Oct4、Sox2、c-Myc、Klf4 4个因子的CCD-1079SK细胞产生了一株iPSC克隆,这株iPSC克隆在细胞形态、增殖能力、胚胎细胞特异性表面抗原以及基因表达与人胚胎干细胞相似,此外,iPSC克隆在体外悬浮培养中形成拟胚体并分化成3个胚层.人iPS细胞系的成功建立为利用iPS细胞技术开展肿瘤细胞重编程研究奠定了坚实基础.

阿霉素致人诱导性多潜能干细胞来源的心肌细胞损伤模型的建立

目的利用人诱导性多潜能干细胞来源的心肌细胞(hiPSC-CMs)技术,建立人源的阿霉素心肌细胞损伤模型。方法从人诱导性多潜能干细胞分化hiPSC-CMs,再用不同浓度阿霉素对hiPSC-CMs作用24 h后检测其细胞活性、钙瞬变、氧化应激和DNA损伤等表型。结果阿霉素诱导hiPSC-CMs细胞活力下降,破坏其钙瞬变,引起氧化应激水平上升,导致线粒体膜电位下降和造成DNA损伤,同时右丙亚胺对阿霉素心肌细胞损伤有保护作用。结论利用hiPSC-CMs成功建立了人源阿霉素心肌细胞损伤模型,克服了人心肌细胞难以获得及对药物反应存在种属差异的局限性,更好地用于阿霉素心脏毒性的机制研究及药物筛选。

人诱导性多潜能干细胞建立心肌细胞疾病模型的研究进展

诱导性多潜能干细胞是干细胞研究领域里程碑式的发现,近10年发展迅速。通过体细胞获得诱导性多潜能干细胞,再进一步分化成心肌细胞,可建立不同的心肌细胞疾病模型,并用于疾病的机制研究、药物筛选和基因治疗等。本文对已成功构建的人诱导多潜能干细胞来源的心肌细胞疾病模型进行了介绍,并指出了其面临的问题及展望。

模拟角膜缘干细胞微环境诱导人多潜能干细胞分化为角膜上皮细胞的研究

目的:探讨模拟角膜缘干细胞(LSCs)微环境诱导人多潜能干细胞(hiPSCs)分化为角膜上皮细胞的可行性。方法:体外建立hiPSCs细胞系,利用transwell体系将hiPSCs与角膜基质细胞共培养模拟角膜缘干细胞微环境,添加小分子骨形态发生蛋白4(BMP4)和特异性转化生长因子β抑制剂(SB431542),诱导hiPSCs向角膜上皮细胞分化。采用免疫荧光染色、流式细胞方法检测角膜上皮细胞特异标志物CK3和CK12,角膜上皮细胞前体CK15,角膜缘干细胞标志物ABCG5的表达。结果:hiPSCs体外培养增殖活跃,免疫荧光染色显示干细胞特异性标志物OCT4、SOX2、TRA-1-60、NANOG呈阳性。采用transwell体系将hiPSCs与角膜基质细胞共培养,免疫荧光染色结果显示角膜缘干细胞标志物ABCG5及角膜上皮细胞前体标志物CK15阳性,角膜上皮细胞标志物CK3及CK12阴性;在共培养的基础上添加小分子BMP4和SB431542,免疫荧光染色及流式细胞检测结果显示角膜上皮细胞特异性标志物CK3阳性表达,且随分化时间延长表达比例增高。结论:模拟角膜缘干细胞微环境同时添加小分子SB431542及BMP4,可成功诱导体外培养的hiPSCs向角膜上皮细胞分化。

利用人类诱导性多能干细胞有望治疗胱氨酸病婴儿

据Thiyagarajan R 2023年11月30日[Int J Mol Sci,2023,24(23):17004-17004.]报道,美国布法罗大学的研究人员发现了肾脏一个关键组成部分的生成过程中出现的错误是如何导致婴儿胱氨酸病(又称肾病性胱氨酸病)的。作为一种罕见疾病,婴儿胱氨酸病会极大地缩短患儿的寿命。

CD4^(+)T细胞相关的细胞因子促使由诱导性多能干细胞衍生的中脑星形胶质细胞表现出慢性促炎症表型

星形胶质细胞是维持稳态的介质,但在帕金森病(Parkinson’s disease,PD)中参与神经炎症。越来越多的证据表明外周免疫细胞参与了PD的发病机制。因此,本研究旨在确定外周免疫细胞分泌的细胞因子在调节中脑星形胶质细胞反应性中的潜在作用。人类诱导性多能干细胞(iPSC)衍生的中脑星形胶质细胞暴露于5%和10%的CD4^(+)T细胞条件培养基(CD4CM)24小时、72小时和7天,以评估长期暴露的影响。此外,星形胶质细胞还暴露于Th17细胞细胞因子IL-17A(10 ng/mL),单独或与TNF-α(0.3 ng/mL)结合,在24小时、72小时和7天评估2种细胞因子可能的协同效应。CD4CM在中脑星形胶质细胞中引起了急性及长期的变化。观察到了NFκB向细胞核的转移增加,以及在24小时时促炎基因IL-1β和CXCL10的表达增加;在24小时和48小时时C3、LCN2和IL-6的表达增加;同时在这些时间点促炎细胞因子IL-6和CXCL10的释放也有所增加。IL-17A和TNF-α的组合对增加促炎基因表达和细胞因子释放产生了协同效应。IL-17A和TNF-α在24小时时增加了S100β的强度,在72小时时减少了细胞核面积并增加了星形胶质细胞的圆度。在72小时时观察到了γH2AX强度的协同效应,并且在7天时观察到了乳酸脱氢酶(LDH)释放的增加。我们的结果表明,IL-17A和TNF-α协同作用,增强了中脑星形胶质细胞的反应性,其程度类似于CD4CM。这突出了外周免疫细胞分泌的细胞因子在增强中脑星形胶质细胞反应状态方面的重要性,并提示了它们在PD发病机制中的可能作用。

诱导性多潜能干细胞(iPS cells)——现状及前景展望

主要从iPS细胞发展历程、获得iPS细胞的几个关键步骤(如基因导入方式、诱导iPS细胞所需因子组合与小分子化合物运用和体细胞种类选择等)、病人或疾病特异性iPS细胞、iPS细胞体内外诱导分化与其衍生物的临床应用和制备无遗传修饰的(genetic modification-free)iPS细胞的可行性与前景等方面对iPS细胞最新研究进展做评述.日本和美国研究小组先后用4种基因将小鼠(2006年8月)和人(2007年11～12月)的体细胞在体外重编程为诱导性多潜能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPS cells),此后在短短两年多时间内,iPS细胞的研究和关注度呈爆炸式增长.体细胞重编程、去分化和多潜能干细胞来源等一系列热点问题再次成为干细胞和发育生物学等研究的热点和焦点.与胚胎干细胞(embryonic stem cells,EScells)一样,iPS细胞在体内可分化为3个胚层来源的所有细胞,进而参与形成机体所有组织和器官.迄今,在体外已由iPS细胞定向诱导分化出功能性的多种成熟细胞.因此,iPS细胞研究不仅具有重要理论意义,而且在再生医学、组织工程和药物发现与评价等方面极具应用价值.

诱导性多潜能干细胞技术及应用研究进展

对诱导性多潜能干细胞(iPS细胞)的研究技术进展、临床应用前景以及存在问题等方面进行了综述。

生物型人工肝的新种子细胞来源-诱导性多潜能干细胞

生物型人工肝在严重广泛肝细胞功能受损特别是急性肝衰竭的临床应用方面获得了一致认可,而肝细胞的获取是生物型人工肝的根本所在,无论是何种来源的肝细胞,获取后其功能正常高效发挥是所有工作的导向。因此,获取良好状态的人工肝种子细胞是一切工作的前提。由于分化、培养和增殖等方面的限制,获取人工肝种子细胞的常规途径并不能满足临床对种子细胞的需求。2006年日本学者通过重编程体细胞成功诱导成具有多分化潜能的iPS细胞,这为生物型人工肝在获取安全有效种子细胞来源方面带来了新的曙光,本文主要论述iPS细胞的来源、分化及其特性,以及将其应用于临床特别是生物型人工肝所面临的主要问题,并对其前景进行探讨。

用精神分裂症患者皮肤成纤维细胞构建诱导性多潜能干细胞模型

目的将精神分裂症患者来源的人皮肤成纤维细胞(HDF)重编程为诱导性多潜能干细胞(i PSCs),为精神分裂症患者建立i PSCs模型。方法采用聚合酶链反应技术从p EP4EO2SEM2K质粒上扩增2条目的片段:OCT4-IRES2-SOX2和C-MYC-IRES2-KLF4,将其连接到慢病毒载体p LVX-IRES-m Cherry上。构建成功的质粒通过磷酸钙转染法转染293T细胞包装病毒,检测病毒活力后侵染患者皮肤成纤维细胞,将其去分化为诱导性多潜能干细胞,并检测其多能性。结果测序表明重组慢病毒载体构建成功,并制备了具有良好侵染活力的重组慢病毒。将含4种重编程因子的慢病毒颗粒侵染1例精神分裂症患者的HDF后,HDF的形态逐步发生变化,最终形成典型的i PSCs克隆。结论成功将1例精神分裂症患者成纤维细胞重编程为iPSCs,为以后建立更多精神分裂症疾病模型奠定基础。

诱导性多潜能干细胞成骨分化的研究进展

诱导性多潜能干细胞(i PS Cell)是一种经人工诱导重新编程后产生的多潜能分化干细胞。目前,i PS细胞已成功再分化为多种不同的成熟细胞,其中包括成骨细胞。因此,利用i PS细胞诱导成骨以治疗骨组织疾病成为一个可期待的选择。本文回顾了i PS细胞成骨分化的体内外研究成果;除此之外,讨论了细胞因子及微小RNA(miRNA)对iPS细胞成骨分化的作用;最后,综述了各类支架对于iPS细胞成骨作用的影响,并分析了相关优缺点,以期为进一步实验及研究提供参考。

诱导性多潜能干细胞的应用前景

背景:通过基因转染的方式将已分化的体细胞重编程为诱导性多潜能干细胞,是近年来干细胞领域一项令人瞩目的新技术。由于诱导性多潜能干细胞摆脱了材料来源和伦理学的限制,因此其出现为特异的细胞治疗,特别是再生医学带来新的曙光。目的:从诱导性多潜能干细胞的制备流程、产生的限制条件与机制、患者诱导性多潜能干细胞的获得及应用前景等方面做一评述。方法:由第一作者检索PubMed数据库(www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed)2006-01/2010-03有关诱导性多潜能干细胞制备、产生机制的文章,检索词"induced pluripotent stem cells",限定语言种类为English;同时手工检索部分文章。排除重复性研究,最终纳入34篇符合标准的文献。结果与结论:诱导性多潜能干细胞系的建立主要包括以下几个步骤:①重组因子的选择。②目的细胞的选择。③重组因子的导入。④重组因子在目的细胞内的表达。⑤诱导性多潜能干细胞的产生。⑥重组细胞的鉴定。DNA甲基化、组蛋白的修饰作用和甲基化以及p53基因的表达在体细胞重编程为多潜能干细胞的过程中具有重要作用。虽然诱导性多潜能干细胞技术的研究仍然处于初级阶段,但是毫无疑问其具有广阔的应用前景。特别是患者特异性和疾病特异性诱导性多潜能干细胞的获得对于更好地理解疾病的发病机制及药物安全性评价提供了巨大的细胞种子资源。

诱导性多潜能干细胞(iPS)的应用进展

诱导性多潜能干细胞（induced pluripotent stem cells,iPS cells）自问世以来,取得了突飞猛进的发展。2006年8月,Takahashi和Yamanaka确定诱导iPS细胞生成的4种转录因子是：Oct4、Sox2、c-Myc和Klf4。2007年11-12月，日本的Yamanaka小组用这4种转录因子组合将人的体细胞重编程为iPS细胞。

诱导性多潜能干细胞在心血管疾病中的应用

心血管疾病已经成为人类最大的健康威胁,寻求有效的治疗措施尤为迫切。骨髓间充质干细胞、胚胎干细胞等多潜能干细胞可分化为带有特定心肌细胞标记物的细胞,具有心肌自主收缩功能,改善心脏功能,内皮祖细胞可促进心脏血管新生,或许干细胞治疗能为治疗心血管疾病提供新的契机。但多潜能干细胞分化不确定性、同种异体移植引起的移植排异反应和胚胎干细胞（embryonic stem cells,ESC）伦理问题阻碍了它的发展。

诱导性多潜能干细胞研究进展

通过转染特定的一个或多个基因将已分化的体细胞诱导成为多潜能干细胞,这种干细胞称为诱导性多潜能干细胞(Induced pluripotent stem cells,iPS cells)。近年来关于iPS细胞的研究取得了举世瞩目的成就,多种已分化的体细胞都可以诱导成为iPS细胞,而且可以进一步将iPS细胞诱导成具有特定功能的细胞,称为诱导性细胞。这些研究极大地促进了细胞生物学、表观遗传学和发育生物学的研究,并且为人类再生医学和特异的细胞治疗带来了更美好的希望。对iPS细胞和诱导性细胞的最新研究状况进行了综述。

诱导性多潜能干细胞的安全性及临床应用

背景: 诱导性多潜能干细胞由体细胞重编程获得,有着巨大的潜在的临床应用价值,安全性问题备受关注。目的: 综述诱导性多潜能干细胞的安全性研究与临床应用现状。方法: 由第一作者计算机检索2006/2012年PubMed数据库中有关诱导性多潜能干细胞诱导方法安全性研究及临床应用价值的相关文献。初检得到文献203篇,最终入选47篇文献进行综述。结果与结论: 目前提高诱导性多潜能干细胞安全性的措施主要包括:避免c-Myc基因的使用,以其它介导方式代替反转录病毒的使用,重编程因子蛋白的直接导入,使用安全性较高的供体细胞,小分子化合物及其它非转基因方式的应用等。诱导性多潜能干细胞既有广阔的临床治疗前景,还可用于疾病特异性诱导性多潜能干细胞系的建立。

诱导性多能干细胞的安全性及其在肝细胞再生方面的应用潜能

2006年,Takahashi等1运用逆转录病毒将4个与胚胎干细胞（Embryonic stem cells,ESCs）多能性密切相关的基因Oct-4、Sox2、c-Myc及Klf4导入到小鼠胚胎成纤维细胞和小鼠尾尖成纤维细胞中,成功将其重编程为具有ESCs多能性的细胞.

采用诱导性多潜能干细胞(iPSC)研究疼痛个体差异的机制

慢性痛严重危害人类健康。临床资料发现,即使接受同样的痛刺激,病人对疼痛的评估存在明显的个体差异。疼痛的个体差异,目前还缺乏实验室模型,其机制也不甚清楚。遗传性红斑肢痛(IEM)是一种常染色体显性疾病,远端肢体给予温热刺激,病人会出现剧烈的烧灼痛。研究发现,IEM 的分子机制是:外周感觉神经系统的电压门控NaV1.7 通道出现功能获得型突变(gain-of-function),从而导致背根神经节(DRG)的神经元兴奋性增加。临床发现一个意思的现象,即使病人携带相同的NaV1.7 通道突变,疼痛程度也存在差异。

诱导性多潜能干细胞的研究现状和应用前景

2006年,Takahashi和Yamanaka[1]将4个转录因子Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc（Yamanaka四因子）导入已分化的小鼠成纤维细胞,进而获得了类似于胚胎干细胞（ES细胞）的多能性干细胞,称之为＂诱导多潜能干细胞＂（induced pluripotent stem cells,iPS细胞）。随后,iPS细胞的研究引起了各国学者的大量关注,