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中国农大PNAS:无需外源因子获得iPS细胞

信息来源:干细胞科学网 信息发布:吉林济惠生物科技有限公司 发布时间:2018-05-01
       来自中国农业大学,美国犹他大学等处的研究人员发表了题为“Efficient Germline Transmission Obtained with Trangene-free Induced Pluripotent Stem Cells”的文章,首次获得了高质量的无外源因子的诱导多能干细胞(iPS细胞),这种细胞也能应用于胚胎操作,并且能够产生健康的后代小鼠。

  文章公布在77日《美国国家科学院院刊》(PNAS) 杂志上,这项研究由中国农业大学吴森实验室和犹他大学卡佩齐(Capecchi)实验室合作完成。其中吴森教授早年毕业于北京大学,主要研究方向为动物遗传工程及干细胞。

  多能干细胞(Pluripotent stem cellPs)是当前干细胞研究的热点和焦点。它可以分化成体内所有的细胞,进而形成身体的所有组织和器官。因此,多能干细胞的研究不仅具有重要的理论意义,而且在器官再生、修复和疾病治疗方面极具应用价值。但是过去认为多能干细胞只能从人胚胎中获得。2007年,美国和日本科学家发现,应用人和鼠的正常皮肤细胞,导入KLF4OCT4SOX2C-MYC四种基因,即可由正常体细胞转化成多能干细胞。这种基因诱导而产生的多能干细胞称为诱导多能干细胞(iPSC)

  无疑这种iPS细胞在再生医学领域具有重要的应用价值,但是传统的诱导方法是通过逆转录病毒或者慢病毒载体携带OKSM四因子,使iPS细胞具有潜在的致癌性,从而不能够应用到人类细胞治疗领域。

  为了解决这个问题,在过去的几年里科学家们研发了各种方法,用于诱导产生无外源因子iPS细胞。这些方法包括质粒、piggyBac转座子、蛋白转导、mRNAmicroRNA转染等。虽然这些方法能够产生无外源因子的iPS细胞,但是不能够稳定可靠地得到高质量的、具有生殖嵌合能力的细胞。

  在最新这篇文章中,研究人员成功地将8个重编程因子和选择性标记基因放到一个非整合质粒中,从而获得了较高质量的非转基因(transgene-free)iPS细胞。这种方法在干细胞研究领域将会有重要的应用。

  所谓非转基因(transgene-free)iPS细胞,就是指不需要外源重编程因子,就能获得和维持多能性的iPS细胞。要获得这种iPS细胞,对质粒的要求比一般经典的四因子重编程方法要高。

  因此,研究人员优化了重编程因子的组合,挑选了合适的筛选标记,并将这两者整合到一个非整合质粒中。更重要的是,研究人员发现pMaster12质粒能产生非转基因(transgene-free)iPS细胞,这也就是说这种细胞在2i培养基中生长后,能应用于胚胎操作,并且能够产生健康的后代小鼠。

  这项研究对于解决iPS细胞中致癌性的问题具有重要的意义,也将有助于解析诱导多能干细胞形成的分子机理。

 

 

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