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c-myc和klf4是原癌基因嗎?

經過漫長而短暫的發展,iPS細胞技術取得了顯著的進步。突破性的成就不僅給我們帶來了喜悅,也給我們帶來了新的挑戰。細胞重編程有望迎來新壹輪研究浪潮。盡管誘導多能幹細胞具有誘人的應用前景,但是,在誘導多能幹細胞的未來研究中還有許多問題亟待解決,首先是制備效率。

1.基因阻斷

自iPS細胞被發現以來,科學家們通過引入轉錄因子成功地將多種體細胞誘導為iPS細胞,但誘導效率低壹直是iPS技術的主要障礙。轉錄因子c-Myc是壹種原癌基因,人們試圖去除這種基因以降低致癌性。然而,盡管去除c-Myc後致癌性降低,但誘導效率更低。2009年9月,洪等人對h。

j發現在去除了c-Myc基因後,siRNA被使用了

阻斷壹個名為p53的基因,可以將皮膚細胞轉化為iPS細胞的成功率提高到10%左右,是原來轉化率的100倍左右。研究證明,p53是調節細胞重編程的關鍵因素,與轉化效率有關。DNA芯片分析結果顯示,小鼠和人成纖維細胞中有34個與p53調控相關的基因。對這些基因的功能分析表明,阻斷p53-P21途徑不僅提高了iPS細胞的轉化效率,而且減少了iPS。

致癌性。更重要的是,沈默p53基因不僅可用於病毒載體誘導技術,還可用於質粒或蛋白質誘導轉化技術。

2.協同作用

北京大學鄧洪奎教授在人iPS細胞誘導過程中篩選了壹系列相關基因,發現p53基因的幹擾和基因的導入可以協同作用,使iPS細胞的誘導效率提高了近100倍,甚至在沒有原癌基因c-Myc的情況下,也可以高效穩定地誘導人iPS細胞的形成。

3.脂肪幹細胞的誘導

來自斯坦福大學的孫等研究人員發現,與皮膚成纖維細胞相比,人體脂肪幹細胞(人脂肪幹細胞)

細胞(hASCs)更容易被誘導成iPS細胞,生成的iPS細胞更安全。他們發現,在脂肪幹細胞和皮膚成纖維細胞中加入編碼四種轉錄因子的基因後,大約萬分之壹的皮膚成纖維細胞轉變為iPS細胞,脂肪幹細胞轉變為iPS細胞的比例達到2%。是前者的20倍。參與誘導iPS細胞的四種轉錄因子(Oct4、Sox2、Klf4和C-myc)在皮膚成纖維細胞中基本不表達或表達水平很低。脂肪幹細胞中兩種轉錄因子的表達水平高於皮膚成纖維細胞,表明脂肪幹細胞在初始狀態下更容易被誘導。脂肪幹細胞誘導的IPS細胞在人體內可以分化為神經細胞、肌肉細胞和腸上皮細胞。此外,用脂肪來源的幹細胞培養的iPS細胞不需要飼養細胞,這無疑提高了其安全性。由於hASCs為iPS細胞提供了更好的體細胞來源,未來iPS細胞應用於臨床治療時,可以選擇合適的供體細胞類型,既保證了較高的誘導效率,又提高了iPS細胞的安全性。

4.誘導多能幹細胞誘導的氧環境

培養環境中的氧濃度也影響iPS細胞的誘導效率。Yamanaka等人發現體內的幹細胞總是集中在氧氣相對較少的地方,於是他們在使用人的皮膚細胞培養iPS細胞時,將培養環境中的氧氣濃度從通常的21%降低到5%,發現iPS細胞的生產效率可以提高到2.5倍到4.2倍。但如果氧濃度進壹步降低到1%,就會適得其反,導致部分細胞死亡。還證實了在誘導小鼠皮膚細胞時,5%的氧濃度是最合適的。因此,他們認為,通過降低培養環境中的氧濃度,並使用細胞癌變可能性較小的培養方法,可以高效地獲得更高質量的iPS細胞。從2008年6月5日至2009年10月,美國斯克裏普斯研究所的丁勝博士領導的研究小組。

他們重點研究了能夠生成結締組織-間充質-上皮細胞轉化的成纖維細胞形成的自然過程,發現兩種化學物質的組合在促進成纖維細胞轉化為幹細胞方面的效果最高,比傳統方法高出100倍。隨後,研究人員鎖定了壹種名為Thiazovivi的新化合物,它可以將效率提高200倍,並將轉化周期從4周縮短到2周。

5.添加劑的作用

從5438年6月到2009年2月,中國科學院廣州生物醫藥與健康研究所裴端卿領導的研究團隊另辟蹊徑,將研究重點放在細胞外環境——培養基的成分上。通過在培養過程中添加維生素C,iPS的誘導效率可提高10倍。通過在小鼠和人細胞中的實驗發現,在培養過程中加入維生素C可以促進相關基因的表達,推動體細胞進入重編程狀態。他們通過精心的實驗設計證明了外部因素在iPS中起著重要的作用。此外,美國哈佛大學的研究人員還發現,添加特殊化合物可以將體細胞誘導iPS的效率提高100倍以上。

。在誘導過程中,他們使用了4種遺傳基因,並添加了7種可以阻礙特定蛋白質合成的化合物。結果表明,在不添加化合物的情況下,遺傳基因的導入效率為0.01% ~ 0.05%,但在添加了壹種叫做“丙戊酸”的蛋白質合成抑制劑後,導入效率上升到9.6% ~ 14。同時,最新報道還發現丁酸鹽處理可以顯著提高人iPS的誘導效率。

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