iPS细胞技术在血液系统疾病中的研究进展及应用

诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cells,i PS细胞)是指将一些特定的转录因子转入已分化的成体细胞,使其重编程为形态及功能上类似于胚胎干细胞(embryonic stem cells,ES细胞)的一类细胞。因此,i PS细胞技术避免了传统ES细胞在临床应用方面的道德伦理问题,使其在再生医学、疾病建模、新药筛选等方面具有巨大优势。近年来,i PS细胞技术在血液系统疾病中的研究及应用取得较大突破,包括体外诱导生成造血干/祖细胞、疾病模型的建立及耐药机制的研究、基因治疗单基因遗传病等。该文对i PS细胞诱导重编程技术在血液系统疾病中的最新研究进展进行了综述。     

应用诱导多能干细胞治疗的进展与挑战

诱导多能干细胞(Induced pluripotent stem cells,i PSCs)是利用特定的转录因子诱导体细胞获得的,像胚胎干细胞一样,可以进行无限的自我更新,并具有分化成三个胚层的能力。iPSC有可能提供无限的自体细胞治疗,目前研究已经证实,不同种类疾病的患者提供的成体细胞诱导后可产生种类繁多的iPSC,这项技术给目前无有效治疗手段的多类疾病带来了治疗的希望,并有可能避免利用胚胎干细胞(embryonic stem cells,ESCs)治疗面临的伦理问题和免疫排斥反应。本文回顾iPSC技术优化过程,着重关注应用i PSC建立细胞模型、进行细胞治疗的进展,并探讨iPSC在基础研究及临床应用中遇到的挑战。     

载体介导无遗传物质整合的诱导性多能干细胞的生成

诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cells,i PSCs)因其具有类似胚胎干细胞(embryonic stem cells,ESCs)的"自我更新"和分化潜能而成为生物学和医学等领域的研究热点之一。但是,目前i PSCs的生成主要以逆转录病毒或慢病毒为载体,而病毒载体和外源性重编程因子在受体细胞基因组中的整合,使得i PSCs存在致瘤性的安全隐患。同时,采用无载体介导的方法如重组蛋白、小分子物质的重编程效率较低。为此,目前已成功开发一些载体和方法可以介导无外源性遗传物质整合的i PSCs的生成。该文就整合后可删除的基因表达载体(Cre/lox P重组系统、piggy Bac转座子/转座酶系统)和非整合基因表达载体(ori P/EBNA1附加型载体、微环DNA载体)在i PSCs生成上的应用研究作一综述,以期为i PSCs的临床安全应用提供理论和技术参考。     

基因组编辑技术在干细胞疾病模型和疾病治疗中的应用

基于人类多能干细胞(human pluripotent stem cells,h PSCs)的疾病模拟体系提供了一个全新的疾病研究平台。携带特定致病突变的h PSCs可以通过患者体细胞重编程成诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cells,i PSCs)获得,或者通过向野生型h PSCs中引入致病突变获得。获得的突变h PSCs及其野生型对照细胞株在体外诱导下可以分化为疾病相关体细胞类型,继而被用于疾病模拟和机理研究。近几年出现的基因组编辑技术使得疾病模拟平台的建立更加高效和优化。主要讨论干细胞疾病模拟领域的进展,以及基因组编辑技术在干细胞疾病模拟和疾病治疗中的应用。     

哺乳动物体外配子发生研究进展

生殖细胞的全能性保证了遗传信息和表观遗传信息的多样化和持续性。基于人们对生殖细胞发育机制理解的不断深入和干细胞技术在生殖领域中的应用,目前利用多能干细胞(pluripotent stem cells, PSCs)在体外重建生殖细胞发育过程的相关研究已取得显著进展。PSCs包括通过转录因子或化学小分子诱导体细胞重编程产生的诱导性PSCs(induced PSCs, iPSCs)和来自植入前胚胎的胚胎干细胞(embryonic stem cells, ESCs)。体外重建生殖细胞发育也称为体外配子发生(in vitro gametogenesis, IVG)。IVG不仅可为进一步探索生殖细胞发育机制奠定基础,还可为创新医学的应用开辟前景。该文主要讨论了哺乳动物IVG的研究现状以及该领域当前面临的挑战。     

建立非基因整合iPSCs体系及提高体外造血分化体系的研究

诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,i PSCs)在体外可被诱导分化为多种细胞,该项技术在细胞治疗、药物筛选及疾病研究上具有广阔的前景。体外定向诱导其向造血分化可为临床上使用的造血干细胞提供一种新的来源,提高i PSCs的造血分化效率将是i PSCs临床前治疗要解决的关键问题。该研究采用非整合型病毒重编程正常人的外周血来源的单个核细胞(peripheral blood-derived mononuclear cells,PBMCs),诱导生成i PSCs后对其进行体外造血分化实验。结果显示,通过此种方法进行重编程的i PSCs可稳定传代,体内外均可向三胚层分化。使用OP9细胞与i PSCs共培养可分化为造血干/祖细胞,且添加细胞因子可有效提高分化效率。该研究为进一步提高i PSCs造血分化效率提供了重要的实验依据。     

Germ cells from pluripotent stem cells: mouse versus human

<正>Currently embryonic stem cells(ESCs)derived from fertilized embryos or cloned embryos by somatic cell nuclear transfer and induced pluripotent stem cells(i PSCs)from somatic cells represent two major types of pluripotent stem cells(PSCs).The nave PSCs functionally can produce all ESC/i PSC mice by tetraploid embryo complementation,and     

食蟹猴胚胎干细胞向间充质前体细胞诱导分化及鉴定

间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)可以诱导分化成脂肪、软骨、骨骼和骨骼肌细胞,并可作为骨骼、软骨或肌肉移植中的再生干细胞,广泛应用于细胞治疗和组织工程。胚胎干细胞(embryonic stem cells,ESCs)具有体外培养无限增殖和多向分化的特性,能被诱导分化为机体几乎所有的细胞类型。该研究通过无血清条件下诱导食蟹猴ESCs形成类胚体(embryoid bodies,EBs),然后在血清条件下贴壁分化EBs成间充质前体细胞(mesenchymal precursor cells,MPCs),再经过长期体外培养,纯化和扩增MPCs。结果显示,纯化后的MPCs具有MSCs生物学特征,并能在体外诱导分化成脂肪细胞和骨细胞。将这些细胞皮下注射给SCID小鼠,并未发现形成肿瘤,提示食蟹猴ESCs来源的MPCs具有一定的安全性。     

诱导多潜能干细胞（iPSCs）：安全高效的诱导策略

在分化的体细胞中,导入特定的转录因子能诱导得到诱导多潜能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs).iPSCs在细胞形态、生长特性、表面标志物以及畸胎瘤形成等方面与胚胎干细胞(embryonic stem cells,ESCs)非常相似,而且跟ESCs相比, iPSCs具有避免免疫排斥和不涉及伦理问题的优势,因此iPSCs的临床应用潜力巨大.然而,iPSCs具有成瘤性,而且其诱导效率极低,此二者严重阻碍了iPSCs的临床应用.为解决这两大难题,本综述将主要探讨安全高效的iPS细胞诱导策略,以期为促进其临床应用提供借鉴.     

RNAs介导的干细胞诱导技术研究进展

诱导性多能干细胞(i PSCs)技术可重编程体细胞为胚胎干细胞(ESCs)样的多能性细胞,在药物筛选、再生医学等领域具有巨大的应用潜力。i PSCs技术自2006年首次报道用逆转录病毒转导一组转录因子,将小鼠(Mus musculus)成纤维细胞成功重编程为i PSCs以来,便不断改进和完善。近年来,不引起任何基因组改变的RNAs介导的i PSCs技术成为新兴的研究热点,主要包括修饰m RNAs法、mi RNAs法、si RNAs法和lnc RNAs法等。本文综述了RNAs介导的各种i PSCs技术的研究进展,分析了这些技术的优势、存在的不足及改进的方向等,为i PSCs技术的发展与应用提供参考。     

体细胞直接重编程为神经元和神经干细胞

体细胞直接重编程是由已分化细胞类型不经过诱导型多能干细胞(Induced pluripotent stem cells,i PSCs)中间阶段,直接转换为另一种细胞类型的重编程过程。体细胞直接重编程避免了i PSC技术存在的重编程效率低下、引入致癌基因等多种缺陷,并为细胞替换治疗和个性化医药研发设想贡献了新的实现途径。现代医学对于诸如神经退行性疾病、神经遗传疾病和外伤导致的神经细胞受损等一些神经系统疾病一直没有有效的治疗手段。而体细胞直接重编程为治疗这些疾病提供了另一种治疗途径,因此体细胞直接重编程为神经细胞相关领域迅速成为研究热点。回顾了体细胞重编程为诱导型神经元(Induced neurons,i Ns)和诱导型神经干细胞(Induced neural stem cells,i NSCs)的最新研究进展,并探讨i Ns和i NSCs在临床应用上的各自优势、局限性及应用前景。     

诱导多能干细胞向雄性生殖细胞分化诱导物的研究进展

诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)是利用细胞重编程技术人工获得的与胚胎干细胞(embryonic stem cells,ESCs)功能类似的细胞,能分化成包括三胚层在内的所有细胞类型,并且规避了ESCs的伦理学争议和移植后的免疫排斥问题,具有十分广阔的应用前景。对iPSCs体外诱导为生殖细胞所用的诱导物及其诱导效果进行了综述,生殖细胞发育机制的研究有望促进未来生殖和发育技术的进步。     

诱导性多能干细胞重编程技术的发展

近年来,研究者已经能通过重编程技术从多种物种与组织中获得具有多能性的干细胞系,被称为诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cells,i PSCs)。这种细胞或可被应用于生物学及医学等多个领域,如疾病模型、自体细胞治疗、药物毒性筛选及相关基础研究。自2006年第一批i PSCs诞生以来,研究者致力于改进原始诱导方法以获得更高的诱导效率并降低诱导引起的基因组不稳定性。为了使读者能够更好地理解i PSCs的重编程技术,本文归纳总结了近年来已经使用过的一些主要诱导手段,并介绍了其优劣之处。这些研究成果均为今后i PSCs应用于临床实验奠定了坚实的理论基础。     

诱导多能干细胞在血液系统疾病中的研究进展

造血干细胞移植(hemopoietic stem cell transplantation,HSCT)用于血液系统疾病的治疗已取得迅猛发展。但由于供体有限及配型效率不高等问题,严重阻碍了其在临床上的广泛应用。因此,人们迫切地寻求更为安全、经济和有效的造血干细胞的资源。诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,i PS)在体外可被诱导分化为多种细胞,其中对体外诱导分化为造血干细胞的研究尤为深入。该文就i PS细胞在体外定向分化为造血干细胞及移植研究的最新进展作一综述。     

人类及小鼠胚胎干细胞的不同多能性状态

胚胎干细胞(embryonic stem cells,ESCs)是来源于早期胚胎的全能性细胞,在合适条件下具有分化为任何一类成体细胞的潜力。在小鼠中,根据细胞来源的胚胎发育时间,ESCs可以被分为原始态多能性(na(?)ve pluripotency)和始发态多能性(primed pluripotency)两种状态。这两种状态的细胞在发育上相互联系,具有不同的形态、信号依赖、发育性质、基因表达及表观遗传学性质,并且在特定的条件下可以相互转化。人类胚胎干细胞(human embryonic stem cells,hESCs)的发育潜能曾一度被认为低于小鼠胚胎干细胞(mouse embryonic stem cells,mESCs),直到人类原始态胚胎干细胞的发现证明了hESCs可以表现出与mESCs相似的性质。这对于人类胚胎发育的研究及ESCs在临床治疗上的实际应用都具有重要的意义。     

A rational consideration of the genomic instability of human-induced pluripotent stem cells for clinical applications

<正>Induced pluripotent stem cells (i PSCs) have gained popularity in regenerative medicine because of their ability to replicate and differentiate into multiple cell types, which has provided researchers with a powerful tool for modeling diseases and exploring treatments for human disorders. As i PSCs are obtained from the patient’s cells and possess the same potential as embryonic stem cells (ESCs),     

大动物多能干细胞建立研究进展

多能干细胞(pluripotent stem cells,PSCs)是可以无限增殖更新并具有分化为各种组织细胞潜能的一类干细胞系。而其中的i PS细胞(induced pluripotent stem cells,i PS cells)的建立更是进一步拉近了干细胞和临床疾病治疗的距离,并且对农业经济发展和动物医学领域具有巨大的潜在应用价值。然而目前干细胞深层次的机制与应用研究主要还是集中在小鼠和人类干细胞上,而对于农牧业与兽医学关系紧密的大动物干细胞的研究主要还在初步建立与应用尝试阶段。而本文通过归纳整理相关文献,简述了胚胎多能干细胞以及诱导多能干细胞在猪、牛、马等大动物中的建立研究现状。     

iPSCs遗传稳定性与重编程机制的研究进展

诱导性多能干细胞(Induced pluripotent stem cells, iPSCs)是采用特定转录因子,将体细胞重编程为具有多能性的干细胞。iPSCs已成功由多种体细胞诱导出来,不仅具有发育多能性还能避免胚胎干细胞(Embryonic stem cells, ESCs)的伦理道德问题,已成为生命科学领域不可或缺的研究工具,具有广阔的应用前景。但获得高质量、遗传稳定的iPSCs是当前亟须解决的问题。文章对iPSCs重编程机制和遗传稳定性的研究进展进行了综述,以期为提高iPSCs的诱导效率、降低诱导成本、掌握iPSCs质量控制的关键点提供参考,从而推进多能性干细胞临床应用的发展。     

诱导多能干细胞来源的肝细胞在HCV感染模型中的应用*

诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)与胚胎干细胞(embryonic stem cells,ESCs)类似,是一类具有自我更新和无限增殖潜能的细胞, 并且能诱导分化为机体各胚层所有类型的细胞。因iPSCs来源于机体本身,规避了ESCs的免疫排斥和医学伦理等问题,具有极大的研究前景及应用潜能。大量研究表明,诱导多能干细胞分化的肝样细胞(iPS-derived hepatocyte-like cells,iHLCs)已广泛运用于HCV体内外感染模型的建立,并用于研究HCV的发病机制、宿主基因在HCV致病机制和筛选新型抗HCV药物及疫苗的研发。主要对iPSCs的来源、从不同策略诱导iPSCs成为功能性肝细胞的研究方法及其在HCV感染模型中的应用进行归纳总结。     

诱导多能干细胞来源的肝细胞在HCV感染模型中的应用*

诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)与胚胎干细胞(embryonic stem cells,ESCs)类似,是一类具有自我更新和无限增殖潜能的细胞, 并且能诱导分化为机体各胚层所有类型的细胞。因iPSCs来源于机体本身,规避了ESCs的免疫排斥和医学伦理等问题,具有极大的研究前景及应用潜能。大量研究表明,诱导多能干细胞分化的肝样细胞(iPS-derived hepatocyte-like cells,iHLCs)已广泛运用于HCV体内外感染模型的建立,并用于研究HCV的发病机制、宿主基因在HCV致病机制和筛选新型抗HCV药物及疫苗的研发。主要对iPSCs的来源、从不同策略诱导iPSCs成为功能性肝细胞的研究方法及其在HCV感染模型中的应用进行归纳总结。