医学进展
2012年03月号
医学进展
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在他乡

新技术促进体细胞快速转化为诱导的多能干细胞

    通过诱导Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc四种转录因子的表达,体细胞可以转化为诱导的多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)。但人们目前尚未明确体细胞转化为iPSCs的详细分子机制,因而限制了该技术的推广和应用。研究发现,通过细胞核转移和细胞融合技术,体细胞转化的速度和效率高于转录因子诱导的转化过程,提示可能存在其他控制体细胞的转化因素在发挥一定程度的作用。

    英国威康信托基金桑格研究所的Wei Wang等研究发现,促进视黄酸受体(retinoic acid receptors,RARs)的表达或给予视黄酸(RA)激动剂,可以显著促进RA信号转导,进而加速体细胞转化为iPSCs的过程。他们证实,两种转录调控因子——视黄酸受体γ(RA receptors,RAR-γ)和肝受体类似物-1(liver receptor homologue 1,Lrh-1)联同前述4种调控因子可以有效加速小鼠胚胎成纤维细胞向基态iPSCs的转化过程。RAR-γ和Lrh-1的协同作用可以迅速活化内源性多能性基因Oct4、Rex-1和Nanog的表达,提高重组效率。采用这种手段,他们4天就得到了经过重组后的细胞,这些细胞的生长速度也更快。这些iPSCs在体内和体外均可以分化成三个胚层的多种体细胞。

    在人类新生儿和成人原代成纤维细胞中,6种调控因子联合作用可使它们转化成一种外界因素依赖性的iPSCs,这种干细胞具有正常的染色体组型和良好的基因稳定性。与人类胚胎干细胞不同的是,该细胞低表达PAX6、GATA6和SOX17等细胞系特异性基因,成熟度较前者更低,其生长过程也不依赖于成纤维细胞生长因子。此外,经过KSR/FGF培养后,这类iPSCs不仅在形态学上接近于人类胚胎干细胞,其基因表达模式和信号依赖途径也与小鼠基态胚胎干细胞类似。

    该技术使人们能更方便地对人体细胞进行重组,有效提升了iPSCs的转化效率,帮助人们制造出人体细胞替代疗法所需要的各种细胞类型。(编译:方笋)

参考文献:《Proceedings of the National Acad-emy of Sciences》2011;108:18283-18288

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