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.

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。

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。

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.

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,

诱导性多潜能干细胞的研究进展及临床应用前景

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。此项新兴技术拥有巨大的潜在应用价值。利用该技术能够获得为病人"量身定做"的或疾病特异的多能干细胞。它不仅使移植中的免疫排斥问题迎刃而解,也绕开了人类胚胎干细胞研究带来的伦理问题。为干细胞研究注入了新的活力。但其临床应用之路还很漫长,有许多技术难题亟待解决。现就诱导性多潜能干细胞研究现状与临床应用前景进行综述与展望。

诱导性多潜能干细胞的研究进展及应用前景

背景:由于诱导性多潜能干细胞可以从患者的诸多细胞进行诱导,避开了干细胞研究的免疫排斥和伦理道德问题,且具有类似于胚胎干细胞的特征。目的:综述诱导性多潜能干细胞研究进展及应用前景,并提出目前诱导性多潜能干细胞在诱导方法及效率、安全性、应用等方面许多亟待解决的问题。方法:以"induced pluripotent stem cells,efficiency,disease model,clinical application"为英文检索词,应用计算机检索Kjmed数据库中2003年1月至2013年6月发表的相关文章。纳入与诱导性多潜能干细胞研究相关的文献,排除重复性研究。结果与结论:共检索到112篇,排除无关重复的文献,保留32篇进行综述。通过导入特定的转录因子可将成体细胞重编程为诱导性多能干细胞,转染效率低是诱导性多潜能干细胞技术的一个主要障碍。诱导性多潜能干细胞在建立疾病模型、研究疾病发病机制以及新药物的筛选和新治疗方法的探索方面有着巨大的应用前景,且诱导性多潜能干细胞也有较高的临床应用价值,但是,在诱导性多潜能干细胞应用于临床这条道路的探索过程中,还有许多亟待解决和深入探究的问题。

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。

间充质干细胞源性微囊泡和诱导性多潜能干细胞促进关节软骨修复的进展

背景:间充质干细胞源性微囊泡和诱导性多潜能干细胞在多个领域的组织修复作用已被证实,两者有望成为修复关节软骨损伤更有效、更安全的治疗方法。目的:综述间充质干细胞源性微囊泡和诱导性多潜能干细胞促进软骨修复的研究进展。方法:由第一作者应用计算机检索Pub Med、中国期刊全文数据库(CNKI)2003年至2015年8月相关文献,英文检索词为"Articular cartilage injury,Bone marrow mesenchymal stem cells",中文检索词为"软骨损伤,骨髓间充质干细胞"。选择文章内容与干细胞治疗骨关节炎有关者,同一领域文献则选择近期发表在权威杂志文章。结果与结论:关节软骨损伤仍是骨科领域的一大难题,虽然修复方法很多,但均有局限性,而间充质干细胞源性微囊泡与诱导性多潜能干细胞的发现为软骨修复创造了可能性,同时给广大关节软骨损伤患者带来新的希望。但是,间充质干细胞源性微囊泡与诱导性多潜能干细胞大量提取及纯化方法、增殖分化潜能、在软骨修复中的作用机制等很多问题仍需要进一步解决。

诱导性多潜能干细胞的研究进展与应用

分化成熟的体细胞可在体外被重编程为诱导性多潜能干细胞,后者具有与胚胎干细胞相似的自我更新能力和发育多潜能性,同时避免了免疫排斥和伦理问题。患者特异性的诱导性多潜能干细胞将成为再生医学、药物筛选和毒理测试的理想工具。

关于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(induced pluripotent stem cells,iPS细胞)是通过基因重编程的诱导方法,诱导分化成熟的体细胞转化为具有多向分化潜能的细胞。由于IPS细胞的多向分化特性,且具有不受伦理方面制约的优势,因而,成为现阶段干细胞研究的热点。目前国内外相关研究大多是关于胚胎干细胞和间充质干细胞成骨分化方面的研究,而关于诱导性多潜能干细胞成骨分化的研究鲜有报道,因此本文是对国内外关于诱导性多潜能干细胞成骨分化方法及其进展的综述。

诱导性多潜能干细胞(iPS细胞)的研究进展

多潜能干细胞（pluripotent stem cells）是指具有形成人和动物个体所有类型细胞的多向分化潜能、可以不断自我更新的一类细胞,其在细胞替代治疗、基因治疗、发育生物学研究、药理及毒理学等研究领域中具有独特的作用和优越性。

诱导性多潜能干细胞技术进展

诱导性多潜能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)可以通过在分化的成纤维细胞中导入特定的转录因子获得。IPS细胞与胚胎干细胞(embryonic stem cell,ESCs)在形态,增殖能力,基因表达谱和畸胎瘤形成上没有区别,因此在研究疾病机制,药物筛选和毒理学上有重要的应用价值。一旦解决了安全性和效率问题,iPS细胞将在再生医学上有重要的应用价值。主要从提高转化效率、制备无遗传修饰的iPS细胞和疾病特异性的iPS细胞这3个近来在iPS领域飞速进展的方向做一综述。