2006年, 日本京都大学Yamanaka研究小组采用体外基因转染技术从24个基因中筛选出Oct4、Sox2、c-Myc、Klf4等4个能使成体细胞转变成干细胞的转录因子基因。2007年,Yamanaka研究小组进一步用Nanog代替Fbx15进行筛选, 得到了Nanog+的诱导多能干细胞系(induced pluripotent stem,iPS)。该iPS细胞比2006年获得的iPS细胞更接近小鼠胚胎细胞,几乎完全相似。2007年11月, Yamanaka研究小组利用基因重组技术, 将上述同样的4个转录因子导入到人类皮肤成纤维细胞中, 也成功获得了诱导多能干细胞。同年,美国威斯康辛大学的Thomson研究小组利用了Oct4、Sox2、Nanog和Lin28四个基因,成功将人类体细胞转化为iPS 细胞。2008年Yamanaka研究小组利用病毒将Oct4、Sox2、c-Myc、Klf4四种基因成功导入实验鼠的肝和胃细胞,获得iPS干细胞。
早期研究都是对体细胞直接进行重新编程以生成iPS细胞,这是一个连续的随机过程,在该过程中几乎所有小鼠供体细胞最终都将产生iPS细胞,而且iPS的转化效率很低。近日,美国麻省理工学院Whitehead研究所的Rudolf Jaenisch教授在iPS上取得新的研究进展,该研究结果发表在近期《Nature》杂志上。在Jaenisch教授等人的研究中首次将iPS的转化效率提高到了几乎100%。研究人员开发了两种技术,一种是通过加快细胞分裂的速度;另一种是通过独立于细胞分裂速度的Nanog过度表达。第一种方法是通过抑制p53/p21或是过度表达Lin28来加速细胞分裂速度以达到促进iPS转化的目的。第二种方法是过度表达Nanog可加快细胞程序重排的速度,进而达到加速iPS的生成效率。该研究还发现不同的细胞种类转化成iPS的速度各不相同。上述研究为iPS的后续研究提供了重要的线索。(编译:马驰)
参考文献:《Nature》2009;462:595-603