小分子重编程体细胞为神经细胞的研究进展

小分子重编程是使用化学限定的条件对体细胞重新编程,不使用基因操作,可生成临床疾病相关的细胞类型,在再生医学和临床药物发现方面有非常好的应用前景。然而,使用小分子从体细胞诱导干细胞和神经细胞需跨越体细胞特异性谱系的障碍。本文详细回顾了使用小分子化学诱导产生神经干细胞、神经元和星形胶质细胞的方法,还讨论了小分子作用的主要机制和调节化学重编程的途径。     

小分子化合物诱导细胞重编程研究进展

细胞重编程指细胞内的基因表达由一种类型转变为另一种类型,通常包含两层含义:一是分化的细胞重新恢复到多能性或全能性状态;二是从一种分化的细胞转变为另一种分化的细胞。细胞重编程可为临床患者特异性细胞治疗提供无限的细胞资源。细胞重编程的途径有细胞核移植、转染特定转录因子、小分子化合物诱导等方法。核移植技术由于通常需要使用到卵子,而被认为存在伦理问题;转录因子的导入存在引起宿主基因突变的问题,限制了这一技术的临床应用。然而小分子化合物容易合成、细胞渗透性好,并且生物效应具有可塑性,使用小分子化合物诱导细胞重编程,避免了核移植的伦理问题和基因操作潜在的危害。目前,使用小分子化合物从体细胞诱导获得更安全的i PSCs(induced pluripotent stem cells),ci CMs(chemically induced functional cardiomyocyte cells)和ci NSLCs(chemical-induced neural stem cell-like cells)。对小分子化合物诱导细胞重编程,包括小分子化合物诱导多能干细胞;小分子化合物诱导潜能扩展的多能干细胞,以及小分子化合物诱导细胞转分化等方面的研究做了总结,并对小分子化合物诱导的未来发展做了展望,旨在为今后这方面的研究提供借鉴。     

细胞抽提物诱导的体细胞重编程

体细胞重编程是指在特定条件下将已分化的体细胞去分化逆转回原始多能状态或转分化为其他类型细胞。目前诱导体细胞重编程的方法主要有：体细胞核移植、细胞融合、特定转录因子转染、细胞抽提物诱导等。近年来抽提物诱导体细胞重编程越来越受到研究者的关注。利用此法, 通过重编程不仅可以获得需要类型的细胞, 而且方便识别与重编程有关的细胞因子, 探求重编程的机制。文章简略概述诱导体细胞重编程的方法, 并重点阐述细胞抽提物诱导体细胞重编程的研究进展。     

细胞融合致体细胞重编程机制研究进展

已分化的体细胞能够通过重编程转化回多能干细胞,在细胞移植、疾病细胞模型的制备以及药物筛选等领域具有重要意义。通过干细胞和体细胞的细胞融合,可使体细胞重编程。细胞融合致体细胞重编程速度快、效率高,是一种研究重编程机制的重要手段。对细胞融合致体细胞重编程的机制作一综述。     

诱导细胞功能转化的新策略——谱系重编程

通过重编程诱导细胞功能转化是当前再生医学研究领域的热点。其中一种策略是,先将普通成体细胞转变为多能干细胞,再诱导后者向新的细胞类型分化。近来新出现的另一种策略是,直接将成熟细胞转分化为其他类型的功能细胞或祖细胞,此即谱系重编程(lineage reprogramm ing)。本文主要就谱系重编程概念的由来、相关研究进展及下一步研究方向等内容做一综述。     

提高细胞重编程效率和安全性的策略

细胞重编程是指分化的细胞在特定条件下经过去分化恢复到全能性或多能性状态,或者通过转分化将一种类型的体细胞转变成另外一种类型的细胞的过程。利用重编程技术获得的诱导型多能干细胞,谱系重编程技术获得的组织干细胞或组织细胞,具有患者特异性或者疾病特异性,可以显著减少免疫反应,同时也解决了临床细胞治疗的种子细胞来源问题,具有极大的临床应用价值。但是,另一方面,重编程效率低下和安全性问题却一直是其临床应用的瓶颈。近年来,人们围绕如何优化重编程方法进行了深入的研究,特别是对细胞重编程过程所涉及到的分子机制,包括表观遗传调控机制和上皮间质转化机制在这个过程中的作用有了更深入的认识。此外,采用非整合型载体和利用化学诱导方法替代转录因子的方式也提高了重编程的安全性。该文将就这一领域的研究进展作一综述。     

细胞命运转变——谱系重编程技术研究进展

体细胞核移植和诱导多能干细胞技术表明已分化的体细胞可以转变命运。最近的研究再一次验证了成熟体细胞可以通过外源转录因子的导入,直接重编程为其他类型的体细胞或祖细胞。这种重编程技术称为谱系重编程(Lineage reprogramming)。这项技术不仅在再生医学领域具有广阔的应用前景,而且在动物生物技术中也应用广泛。它不但避免了伦理争议,还提供了便利的重编程方法,同时也为基因表达调控的研究提供了重要的手段。文章从谱系重编程的方式、谱系重编程的特点及应用前景等3个方面进行了综述,旨在对相关领域的研究人员起到借鉴作用。     

诱导多潜能干细胞(iPSCs)的研究与应用进展

诱导多潜能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)是体细胞在外源因子作用下,经直接细胞核程序重整而重新获得多潜能的干细胞.iPSCs在疾病的模型建立与机理研究、细胞治疗、药物的发现与评价等方面有着巨大的潜在应用价值.在过去几年中,科学家们致力于改进体细胞重编程技术并取得许多突破.然而,为实现其在临床上的应用,必须克服体细胞重编程效率低和iPSCs成瘤风险两大挑战,而且重编程机制有待进一步阐明.结合iPSCs最新研究成果,评述了有关领域国内外研究进展,重点讨论当前存在问题,并展望未来研究方向.     

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。     

诱导多能干细胞及其在神经退行性疾病研究中的应用

用干细胞转录因子OCT4、SOX2、c-MYC和KLF4进行体细胞重编程产生具有胚胎干细胞特性的诱导多能干细胞(iPS细胞)是干细胞研究领域的突破性进展。近年来,iPS细胞的研究从产生方法、重编程机理及实际应用方面不断取得进展。由于iPS细胞的产生可取自体细胞,因而克服了胚胎干细胞应用的伦理学和免疫排斥等缺陷,为iPS细胞的临床应用开辟了广阔的前景。该文将对iPS细胞的产生方法、重编程机理及其在神经性退行性疾病的研究与应用进行文献综述,反映近几年iPS细胞最新研究成果,并阐述了用病人iPS细胞模型探讨帕金森氏病、老年性痴呆症、脊髓侧索硬化症、脊髓肌肉萎缩症及舞蹈症等5种常见神经性退行性疾病发病机理的研究现状。     

体细胞核重编程中表观遗传学的研究进展

促使体细胞核重编程的方法很多,除了传统的体细胞核移植方法外,科学家们努力寻求从法律、道德、伦理等方面更易被人们接受的新方法.近年来多能干细胞与体细胞融合、多能细胞的抽提物与体细胞共孵育以及将编码多潜能因子的基因导入体细胞中等方法都能使体细胞核发生重新编程,将已分化的体细胞转变为一种全能的胚胎状态.主要论述了生殖细胞及早期胚胎、体细胞核移植和其他形式的体细胞核重编程的表观遗传学的改变,对表观遗传学的深入研究将有助于我们进一步了解体细胞核重编程的机制,从而不断完善各种技术促进供体核的重新编程,使其更好地应用于基础研究和生产实践.     

脑损伤后星形胶质细胞的重编程及意义

脑损伤后神经元的死亡及凋亡使脑组织功能受损,是患者出现肢体、语言功能障碍等后遗症的主要原因。因此,修复受损脑组织的神经元是治疗的关键。近年研究表明,星形胶质细胞能发生重编程转化为神经元,其重编程的方式有去分化和转分化两种。去分化主要在体外诱导星形胶质细胞形成神经球,但这种神经球移植回体内后并不能产生神经元。转分化方式,包括直接转分化和间接转分化。间接转分化过程产生新生神经元的周期较长,且存在形成肿瘤的风险;直接转分化尤其是体内的直接转分化方式既避免了细胞移植的复杂过程,又能避免间接转分化方式形成肿瘤的风险,是脑损伤后新生神经元最安全有效的方法。该文就正常星形胶质细胞与脑损伤后反应性星形胶质细胞的重编程的机制和意义进行综述。     

中枢神经系统原位细胞转分化的研究进展

中枢神经损伤会导致神经元不可逆的缺失和胶质瘢痕的形成,给患者造成神经功能的障碍。再生医学认为补充缺失的神经元可能是修复损伤最理想的方法。近些年研究显示,多种成熟的细胞经过重编程后可以转分化为功能神经元。因此研究者将内源的胶质细胞进行原位重编程产生功能神经元,用于神经损伤修复及神经退行性疾病的治疗,该方法展现出开发潜力和独特优势。本文就当前中枢神经系统胶质细胞原位转分化研究进行了总结归纳,重点介绍可进行原位转分化的胶质细胞的类型、特征和转分化研究进展,为开发新的神经损伤治疗策略及进一步临床应用提供理论依据。     

microRNAs和体细胞重编程

体细胞重编程与microRNAs(miRNAs)均为近年来研究的热点问题。到目前为止,能成功诱导体细胞形成多能性干细胞的体细胞重编程方法有核移植(nuclear transfer,NT)和外源因子诱导形成多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSc)两种,这两种方法让人们看到了体细胞重编程在细胞治疗方面具有诱人的应用前景。miRNAs是真核生物中存在的一类长度为22nt左右起调控作用的内源性非编码RNA,它在转录后水平调节靶基因的表达,是细胞内基因表达的基本调控机制之一。近年的研究结果表明,miRNAs在干细胞干性维持和分化过程中具有重要的调节作用,从miRNAs角度研究体细胞重编程机理将对体细胞重编程的应用具有重要意义。     

细胞提取物介导的体细胞重编程

将完全分化的细胞重编程,不经胚胎阶段而直接逆转至多能干细胞状态,这从法律.道德,伦理等方面均被人们所接受,重新点燃了人们对体细胞重编程的热情,点燃了再生医学研究的新希望.现重点阐述细胞提取物介导的体细胞重编程的原理及其应用前景,并详细介绍体细胞重编程的最新方法:细胞核移植入卵母细胞:体细胞与胚胎干细胞或胚胎癌细胞融合;在体细胞中强制性过表达特定的转录因子;用卵细胞、胚胎干细胞或多能癌细胞的细胞提取物处理体细胞等.     

综述: 细胞提取物重编程研究进展

体细胞重编程是在特定的条件下使已分化的细胞转变成为另一种细胞.体细胞重编程的方式主要有体细胞核移植技术、细胞融合技术、细胞提取物处理技术及特定转录因子转染技术.现有研究表明,细胞提取物重编程技术在体细胞重编程中发挥着一定的作用,为此,就该技术的最新研究进展和可能机制作一综述.     

细胞提取物重编程研究进展

体细胞重编程是在特定的条件下使已分化的细胞转变成为另一种细胞.体细胞重编程的方式主要有体细胞核移植技术、细胞融合技术、细胞提取物处理技术及特定转录因子转染技术.现有研究表明,细胞提取物重编程技术在体细胞重编程中发挥着一定的作用,为此,就该技术的最新研究进展和可能机制作一综述.     

改变细胞命运的重编程

体细胞重编程是指用特定方法使已分化的细胞重新获得多能性的过程,可通过核移植、细胞融合、多能细胞提取物共培养和诱导性多能干细胞等途径实现。其中,诱导性多能干细胞技术发展最为迅速,应用前景广阔。现主要介绍重编程领域近年的研究进展。     

组蛋白去乙酰化酶抑制剂调控干细胞分化与体细胞重编程的研究进展

表观遗传调控,如组蛋白乙酰化修饰,是决定干细胞分化方向的重要机制。组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDACi)通过影响不同亚类的组蛋白去乙酰化酶(HDAC)活性,提高组蛋白乙酰化水平,调控基因表达,从而影响胚胎干细胞自我更新,以及沿神经元、心肌和造血等细胞谱系的定向分化。HDACi类小分子化合物在体细胞重编程中也有广泛的应用,可替代致癌因子c-Myc和Klf4,促进体细胞克隆。研究显示,HDACi的效应与药物剂量、细胞类型和细胞分化状态密切相关。本文主要阐述了HDACi在干细胞分化和体细胞重编程中的应用进展,并对所涉及的分子通路进行讨论,有助于揭示干细胞定向分化的关键分子机制,优化干细胞定向分化诱导策略,对干细胞诱导分化具有重要的理论和实用价值。     

2012年诺贝尔生理学与医学奖揭晓北大核心CSCD

2012年10月8日,卡罗林斯卡医学院（Karolinska Institute）的诺贝尔生理学与医学奖评委会（The NobleAssembly）将2012年诺贝尔生理学或医学奖授予分别来自日本和英国的两位科学家：山中伸弥（ShinyaYamanaka）和约翰戈登（John B.Gurdon）,以表彰他们在成体细胞重编程过程领域的卓越贡献.他们的工作发现,已经终末分化的成体细胞可以通过重编程过程再次转变为低分化的多潜能细胞,这一成果彻底颠覆我们对细胞组织发育的理解.