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医学前沿:诱导干细胞的多能干细胞
发布时间:2021-01-13 14:11:05 浏览: 115次 来源:【jake推荐】 作者:-=Jake=-

诱导多能干细胞(iPS)具有与胚胎干细胞相似的多能性,没有道德和伦理争议,并且来源广泛,可避免免疫排斥,并再生了整个干细胞生物学和临床试验领域。医学提供了新的研究方向。因此,在2008年,该技术被评为十大进步; 2012年电竞下注 ,它获得了诺贝尔生理学或医学奖。

▲2012年诺贝尔生理学或医学奖得主(iPS-Shinya Yamanaka的发明人)在左边

自从这项技术发明以来,iPS在疾病模型的建立和机理研究,细胞疗法,药物发现和评估等方面具有巨大的潜在应用价值。迄今为止,共有89项使用iPS作为临床注册研究的研究。一种治疗方法,世界上大多数在欧洲和美国。

▲全球iPS临床注册研究分布图

iPS是指由体细胞诱导的干细胞,其具有与胚胎干细胞相似的发育多能性。具体定义是将特定基因或特定基因产物引入皮肤组织和其他细胞,从而使体细胞可以编程为具有像胚胎干细胞一样连续增殖并分化为各种细胞的能力。

▲iPS分化潜能(细胞“茎”)

诱导多能干细胞(iPS细胞)最初是日本科学家山中伸弥(Shinya Yamanaka)的团队使用病毒载体将四种转录因子(Oct4,Sox2,Klf4和c-Myc)的组合转移到类似于胚胎干细胞的A细胞类型中通过对小鼠胚胎或皮肤成纤维细胞进行重编程获得。

▲四种转录因子简介

这些iPS细胞在形态,基因和蛋白质表达,表观遗传修饰状态,细胞增殖能力,胚状体和畸胎瘤形成能力以及分化能力方面与胚胎干细胞非常相似。

▲诱导iPS实验过程示意图

▲细胞重编程前后的形态学比较

自从发现iPS以来秒速时时彩 ,由于其在干细胞中的独特优势,它立即成为干细胞领域的研究热点。研究人员对这种细胞表现出了浓厚的兴趣,并制定了相关的研究计划。 iPSC的研究日新月异,并取得了突破。自2000年以来,Pubmed对其进行搜索,与iPS相关的文档数量呈指数级增长,并有望在2020年继续增长。

▲研究热(自2000年以来,Pubmed每年发表的文章数)

①诱导的多能干细胞与胚胎干细胞相似。它们具有很强的分化和再生能力,可以分化为人体各种器官和组织所需的各种细胞类型。

▲体外诱导成人成纤维细胞分化的过程

②诱导多能干细胞是一种通过基因编辑获得的干细胞,因此在来源上没有社会伦理问题。

③诱导的多能干细胞可通过基因编辑技术产生同系对照细胞系多能干细胞,从而改变DNA,从而达到治疗人类疾病的目的。

①转录因子将体细胞标记为iPS的机制尚不清楚,重编程效率低。

②在患病细胞中添加4个“重编程”基因或替换缺陷基因可能导致癌症。

③iPS具有快速增殖和高分化的潜能,但细胞核型易于改变,导致遗传和表观遗传稳定性下降。

④iPS的临床应用安全性和可靠性评估系统仍有待改进。

▲不同干细胞的比较▲不同干细胞的比较

iPSC不仅可以用于细胞移植,器官再生,尤其是用于细胞严重受损和坏死的疾病的细胞移植治疗;它还可以构建疾病模型,以促进对疾病形成,发展和结果的机制的研究,并筛选新药和研究新疗法。因此,iPS具有很大的医学价值。但是多能干细胞,当前使用iPS仍有一定风险。因此,就临床应用而言,安全,有效利用诱导多能干细胞仍是科学家研究的重点。

▲iPS应用领域

如果要研究基因突变与心脏病之间的相关性。

①选择临床患者容易获得的(基因突变)组织细胞,例如外周血,皮肤组织等。体外诱导分化为心肌细胞。

②体外基因编辑技术博亚体育 ,例如Crispr / cas9技术,可以修复受损的基因。比较修复前后诱导的心肌细胞的形态和功能差异,以确定研究目标(mRNA,蛋白质)。

③通过PCR / WB /质谱等手段进行深度检测,以测定与心肌细胞功能缺陷有关的mRNA和蛋白质的转录表达水平。

④如果资金允许,您可以探索潜在的分子机制,使用RNA-seq,比较转录组差异yabo网页版 ,分析差异基因,信号通路和GASE百家乐网址 ,以确定干扰治疗的靶标。

⑤最后,通过RNAi干扰技术证实了靶标与疾病之间的相关性。

⑥以上是IF5的完整文章。

参考:

[1] Karagiannis Peter,高桥和敏,斋藤Megumu等。诱导多能干细胞及其在人类疾病和发育模型中的应用[J]。生理学。修订版,2019,99:79-114.

[2] Rowe R Grant,Daley George Q,诱导多能干细胞在疾病建模和药物发现中的作用。遗传学评论。,2019,20:377-388.

[3] Liu Chun,Oikonomopoulos Angelos,Sayed Nazish等。邓小平,王建国,李建国。用多能干细胞诱导人类疾病的建模:从2D到3D甚至更高[J]。发展,2018,145:未定义。

[4]徐凯,陈霞,高少荣。我国多能干细胞的研究进展[J]。生物技术通报。 2015,31(4):72-81.

[5]罗青,宋冠斌,袁琳。关键词:诱导多能干细胞,研究进展Biotechnology Bulletin.2009.

[6]诺贝尔奖获得者-山中信也wikipedia.tw。

[7]……

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