终末期肝病细胞治疗供体细胞来源的研究进展

许多因素所致的肝脏疾病都有可能发展为终末期肝病,而终末期肝病目前唯一有效的治疗方法就是原位肝移植。然而,由于受供体肝脏短缺等因素的限制,细胞治疗方法一直被临床上所期待。近年来,基于谱系重编程的诱导型肝干细胞和诱导型肝实质细胞的技术体系的出现,为解决肝脏疾病细胞治疗中细胞来源匮乏的问题提供了新的思路,也加速了肝脏疾病细胞治疗研究向临床转化的进程。该文介绍了肝脏疾病细胞治疗研究中供体细胞来源的现状,并重点介绍了谱系重编程获取肝系细胞的研究进展。     

细胞谱系重编程研究进展

重编程研究是近年来干细胞与再生医学领域中里程碑式的研究突破,打破了人胚胎干细胞研究带来的伦理桎梏,为再生医学临床应用带来了一片新天地.但诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPS)制作过程繁琐,重编程效率偏低,且仍需如同胚胎干细胞一样,经过步步诱导分化而获得目的细胞,最关键的是,目的细胞的安全性问题仍亟待解决.谱系重编程,在广义的角度上来说,至少从1987年即已展开,20世纪末引发成体干细胞研究热潮的"可塑性"研究也可归为谱系重编程研究,在iPS重编程研究的推动下,谱系重编程技术正在蓬勃发展,并被再生医学研究者给予了厚望,尤其是在可预见的将来,其在个体化治疗上具有的优势将不可比拟.     

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。     

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。     

诱导性多能干细胞与肝样细胞分化

肝脏疾病正逐渐成为全球棘手的医疗问题。肝细胞是肝脏生理活动的主要承担者,在肝脏疾病的研究以及药物的研发和测试方面有着举足轻重的作用。然而,体外分离培养的原代肝细胞面临在体外不能无限增殖和稳定表达肝脏特异基因等问题。有强大的自我更新能力和三胚层分化潜能的诱导性多能肝细胞(iPSCs)能被诱导因子、外源基因和小分子化合物等定向诱导分化为功能性肝细胞。同时,还避免了伦理、宗教以及免疫排斥等诸多问题。本文简要综述了从不同策略诱导iPSCs成为功能性肝细胞的研究方法和成果,并对该领域进行小结和展望。     

Oct4介导小鼠原代肝细胞直接重编程为Pdx-1阳性细胞

目的：Oct4介导小鼠原代肝细胞直接重编程为Pdx-1阳性细胞的研究。方法：利用小鼠慢病毒载体pWPT-Oct4联合包装质粒包装病毒,含有PEG6000的病毒浓缩液对病毒原液进行浓缩;慢病毒浓缩液感染利用两步胶原酶灌流法分离培养的小鼠肝细胞;RT-PCR检测肝脏、胰腺谱系及多能性转录因子表达。结果：含有Oct4慢病毒感染小鼠原代肝细胞后,Oct4出现表达,肝细胞相关转录因子（Alb、Afp）表达逐渐下降,内胚层早期标志物Foxa2的表达随时间的增加而减弱,Sox17在感染后12d、18d出现表达,并表达胰腺发育过程中的关键性基因-胰十二指肠同源异盒蛋白-1（pancreatic duodenal homeobox-1,Pdx-1）;不表达Nanog及Sox2等多能性基因。结论：在Oct4介导下成功去分化小鼠原代肝细胞,出现Pdx-1阳性细胞。     

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。     

治疗性克隆与体细胞重编程：殊途同归

治疗性克隆和体细胞重编程是制备患者特异性自体干细胞的两种不同策略,近期已取得了重大的研究进展.治疗性克隆是通过体细胞核移植后形成克隆囊胚进而获得胚胎干细胞,体细胞重编程则是将特异性转录因子导入到体细胞核中而建立诱导性多潜能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPS细胞).两者在方法学路径、技术难题、伦理争议等方面各不相同,但在应用研究层面上都涉及到干细胞的定向诱导分化、细胞移植治疗等相同的问题.本文总结了这两种生物技术的研究进展及其异同点.     

基于转录组数据分析小鼠心肌细胞直接重编程的分子机制

本研究旨在从分子水平揭示小鼠成纤维细胞直接重编程为心肌细胞的机制,为诱导心肌细胞再生提供新思路。在公共基因芯片数据库(GEO)中下载小鼠(Mus musculus)心肌细胞直接重编程相关的基因芯片数据,其中成纤维细胞样本数24例,诱导性心肌细胞样本数43例。利用统计软件R3.1.1采用Rankprod算法(p0.05,|lg FC|1)获得心肌细胞直接重编程过程中的差异表达基因,利用DAVID、Topp Gene和STRING等在线工具对差异表达基因进行生物信息学分析。最终分析筛选出210个心肌细胞直接重编程过程的差异表达基因,包括115个表达上调,95个表达下调。生物信息学分析发现Cybb、C1qa和Fabp4等基因以及横纹肌收缩等信号通路在心肌细胞直接重编程过程中起着重要作用。     

诱导性多潜能干细胞(iPS细胞)的研究进展

通过转染特定的基因组合可以将已分化的体细胞重编程为多潜能干细胞,这种干细胞称为诱导性多潜能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPS cells)。这是近年来干细胞研究领域最令人瞩目的一项新的干细胞制备技术。iPS细胞的出现不仅为体细胞重编程去分化机制的研究提供了新的模型,而且为疾病发生发展相关机制研究与特异的细胞治疗带来了新的希望。就当前获取iPS细胞的方法、影响iPS细胞转化率和多能性维持的一些因素及其研究进展进行综述。     

牛诱导多能干细胞的建立及应用研究进展

诱导性多能干细胞（induced pluripotent stem cells,iPSCs）是指通过导入特定的转录因子将终末分化的体细胞重编程为可以无限增殖更新并具有分化为三胚层多种细胞类型的一类干细胞系。目前对人与小鼠的iPSCs研究已经取得了很多重要成果,但其他动物,如牛等经济型有蹄类家畜iPSCs的研究始终没有突破性的进展。如何将外源转录因子通过重编程载体高效安全地导入体细胞中并持续表达是生产牛诱导多能干细胞（bovine induced pluripotent stem cells,biPSCs）的主要瓶颈。本文就biPSCs建立中重编程系统的选择、诱导因子的选择、小分子化合物的添加等方面进行综述,以期为进一步完善biPSCs及牛胚胎干细胞系的建立提供参考。     

《细胞-干细胞》:科学家发现获取肝细胞新方法

<正>中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所惠利健研究组在最新的一项研究中发现,通过表达三个肝脏转录因子,可成功将人体皮肤细胞转变为肝细胞。这项获得人类肝细胞的方法,向最终实现肝细胞治疗、生物人工肝等领域前进了一大步。2月28日,《细胞-干细胞》在线发表了该成果。中国被称为"肝炎大国"。但肝脏供体的缺乏严重阻碍了肝脏移植治疗的应用。近年来新发展起来的肝细胞移植、生物人工肝等新型治疗手段也依然面临着肝细胞缺乏的问题。     

体细胞直接转化为多能干细胞的新方法

胚胎干细胞具有自我复制、高度增殖、多向分化潜能、可植入性和重建能力等特征.对于诸如青少年糖尿病、帕金森综合症和心脏病等需要通过细胞移植来治疗的疾病而言,从人的囊胚内细胞团获得胚胎干细胞系是最理想的供体来源.然而,目前实验和医疗还要考虑到利用人类胚胎的一些伦理问题和组织排异反应.避免这些问题的可能途径就是通过已分化体细胞的重新编程来直接转化为诱导性多能干细胞,它们具有类似ES细胞的功能.目前,获得诱导性多能干细胞的设想已初步实现了从老鼠到人的突破.以下主要对体细胞直接转化为诱导性多能干细胞的研究现状、方法和转录因子在诱导体细胞重新编程中发挥的作用等内容进行了概述,以期为干细胞研究者进行更深入的研究提供一定的借鉴.     

诱导多功能干细胞的影响因素

将体细胞诱导为多功能干细胞为人类的再生医学提供了一个全新的研究手段,从而可以不用损坏胚胎就能获得可用于治疗各种特殊疾病的细胞。本文比较了近年来关于生成诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPS细胞)的诱导方法及重编程效率,总结了这些方法的共同点;另外通过对每个不同试验过程的影响因素进行比较,归纳了影响iPS细胞重编程过程的几个因素。     

胚胎干细胞分化为肝细胞的研究进展

目前 ,细胞移植作为终末期肝病的辅助治疗方法 ,移植的细胞必须满足在受体肝脏中存活、增殖并可分化为成熟肝细胞两个重要条件 ,但目前应用的肝细胞来源有限 ,其功能随着培养时间的延长而逐渐下降等问题限制了这一治疗策略的广泛开展。作为具有发育全能性和无限增殖能力的细胞 ,胚胎干细胞向肝细胞的分化研究近年来引起了广泛的关注 ,并取得了较大的进展 ,寻找合适、高效的分化诱导方法是目前研究的热点之一。胚胎干细胞向肝细胞的分化研究既可以为临床细胞替代治疗提供合适的细胞来源 ,也可以在药物评估和肝脏发育分化基础研究方面起到重要的作用。通过概括肝脏和拟胚体分化发育的分子机制 ,对体外胚胎干细胞向肝细胞分化的几种诱导体系作了介绍 ,并对分化肝细胞的应用前景和存在的问题进行了讨论。     

综述: 诱导重编程过程中的表观遗传重塑

多能干细胞(pluripotent stem cell,PSC)是一类具有自我更新能力和多向分化潜能的细胞,具有广泛的临床应用前景．诱导性多功能干细胞(induced pluripotent stem cell,iPS cell)的获得,解决了传统方式中的细胞来源和伦理学等问题,从理论研究和应用上实现了体细胞重编程的重大突破,也为疾病发生机制研究、药物筛选、个性化药物选择、细胞治疗和再生医学等研究创造了难得的机会,从而开启了多能干细胞应用的新纪元．iPS过程中有很多问题尚未得到解决,尤其是诱导重编程的分子机制方面,这也是近年来干细胞领域研究的热点．其中如何实现表观遗传的重编程被认为是亟待解决的核心问题之一．本文结合我们的研究,主要介绍诱导重编程领域表观遗传修饰重塑机制的研究进展,并展望未来研究中大规模信息整合分析的重要性．     

诱导重编程过程中的表观遗传重塑

多能干细胞(pluripotent stem cell,PSC)是一类具有自我更新能力和多向分化潜能的细胞,具有广泛的临床应用前景.诱导性多功能干细胞(induced pluripotent stem cell,i PS cell)的获得,解决了传统方式中的细胞来源和伦理学等问题,从理论研究和应用上实现了体细胞重编程的重大突破,也为疾病发生机制研究、药物筛选、个性化药物选择、细胞治疗和再生医学等研究创造了难得的机会,从而开启了多能干细胞应用的新纪元.i PS过程中有很多问题尚未得到解决,尤其是诱导重编程的分子机制方面,这也是近年来干细胞领域研究的热点.其中如何实现表观遗传的重编程被认为是亟待解决的核心问题之一.本文结合我们的研究,主要介绍诱导重编程领域表观遗传修饰重塑机制的研究进展,并展望未来研究中大规模信息整合分析的重要性.     

诱导性多能干细胞研究的新进展

主要讨论了iPSCs的研究现状与应用前景。通过转入特定基因诱导体细胞重编程成为多能干细胞（pluripoterlt stem cells,PSCs）的研究成果,不仅为体细胞重编程去分化机制的研究注入了新的活力,而且为疾病发生发展相关机制研究与特异_的细胞治疗,特别是再生医学带来新的曙光。这种方法相对容易操作,比较稳定,在生物学基础研究和临床应用方面都具有潜在的价值。诱导性多能干细胞（iPSCs）的应用将是十分有益的,如创建人类疾病的遗传模型,培育转基因动物用于器官移植,改善动物生产性状和抗病性,以及生物制药等。另外iPSCs的产生对于解决长期以来干细胞研究领域的伦理问题和免疫排斥问题有巨大的意义,iPSCs结合基因治疗和细胞治疗的成果已经应用到了动物疾病模型上。然而,目前iPSCs技术要应用于临床还有很多工作要做。     

表观“阅读器”BET蛋白家族对哺乳动物发育和iPSC重编程的调控

溴结构域和超末端结构域(bromodomain and extra-terminal, BET)蛋白家族作为表观“阅读器”,在哺乳动物发育过程中起着至关重要的作用。其家族内的各成员通过识别各种表观修饰并募集相应的功能复合物,对相关基因进行精密调控,促使早期胚胎向特定方向分化和发育。另外,随着诱导性多潜能干细胞(induced pluripotent stem cell, iPSC)重编程技术发展,越来越多的研究发现BET蛋白家族在体细胞重编程中可能也占据着核心地位。本文总结了BET蛋白家族在哺乳动物发育和iPSC重编程中的作用,并对BET家族调控重编程的新机制进行了展望。