维持胚胎干细胞多能性的分子机制

胚胎干细胞（ES细胞）来源于早期发育的胚胎,具有分化为任何细胞类型的多能性,因此具有巨大的基础研究及潜在的应用前景.目前认为ES细胞主要通过一些外源性信号分子的作用及某些重要的内源性转录因子的表达共同起作用来达到其维持多能性的目的.外源性信号分子LIF、BMP4以及Wnt等介导的信号传导通路与内源性转录因子Oct4、Nanog、Sox2、FoxD3等共同起作用来抑制那些促进ES细胞分化的基因表达和激活那些有助于维持ES细胞多能性维持的基因表达,进而形成一个相互调控和依存的基因调控网络共同维持ES细胞的多能性.     

诱导多能干细胞研究进展

成熟的体细胞过表达转录激活因子Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc能够转化为具有多能性的干细胞,称为诱导多能干细胞。类似于胚胎干细胞,诱导多能性干细胞具有自我更新和多向分化潜能性两个主要特征。同胚胎干细胞相比,诱导多能干细胞不仅能够为以细胞替代治疗为核心的再生医学提供无限的细胞来源,而且有望解决胚胎干细胞临床开发面临的伦理道德及免疫排斥问题。从诱导多能干细胞技术的建立、重编程的机理及其在临床中的应用几方面作简要综述。     

禽类多能干细胞的研究与应用

禽类多能干细胞是一种未分化的细胞,来源于X期未孵化的胚盘细胞或5.5 d性腺的原始生殖细胞,具有自我更新能力,并能分化为所有类型细胞,包括生殖系.禽类多能干细胞最重要的应用就是在体外对其基因组进行特异性修饰,用来制备转基因禽类.禽类多能干细胞的培养已取得显著进步,随着对其多能性分子基础等研究的深入,禽类多能干细胞也将得到充分运用.综述了禽类多能干细胞的培养方法、生物学特性及其应用进展.     

干细胞多能性与线粒体融合分裂调控关系的研究

近年来,随着再生医学的迅猛发展,干细胞作为一类具有多向分化潜能的细胞群体,在细胞治疗领域占据重要地位。但是,干细胞在体外富集培养的过程中容易发生自我分化,满足不了临床治疗的需要,因而在前期体外培养的环境中维持干细胞的多能性显得至关重要。研究表明,线粒体作为细胞的能量工厂,不仅源源不断地为细胞提供新陈代谢所需的能量,也参与干细胞多能性的调节过程。鉴于线粒体融合分裂是维持线粒体正常形态、功能的基础,本文将结合现阶段国内外对于干细胞多能性的研究进展,着重阐述线粒体融合分裂对干细胞多能性的调节。     

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。     

p300通过homeobox结构域增强Nanog的转录激活活性

胚胎干细胞(ES细胞)能够不断地进行自我更新来维持其多能性,很多转录因子共同调控着ES细胞的自我更新和多能性,Nanog就是其中之一,然而Nanog维持ES细胞多能性的机制并不清楚。p300是真核生物中普遍存在的转录辅助因子,与许多转录因子共同作用调控下游基因的表达。为探索p300是不是能够影响Nanog的转录活性,我们在细胞中共转Nanog(或突变体)及报告基因和p300,结果表明p300能够通过homeobox结构域增强Nanog的转录激活活性。     

生精干细胞的研究进展

生精干细胞（spermatogonial stem cells,Sscs）是动物出生后保持分裂能力的生殖细胞,其通过自身复制从而终生存在,并不停地进行减数分裂而分化成精子。然而,最近的研究发现生精干细胞具有一定的多能性,在体外可被培养和诱导成多能性细胞,显示生精干细胞是再生医学和细胞治疗疾病的另一理想祖细胞来源。该综述将着重讨论生精干细胞的多能性研究情况和相关问题。     

MiR-302/367在体细胞向多能性干细胞重编程中的研究

MicroRNA-302/367(miR-302/367)发现于2003年,是一类长度在21～22 nt的miRNA簇,与多能性干细胞自我更新及多向分化有重要关系.在体细胞向多能性干细胞重编程中具有重要作用. miR-302/367簇中各miRNA具有相对保守的种子区及靶基因,主要通过抑制靶基因蛋白质的翻译,从而促进间质-上皮转化（mesenchymal epithelial transition, MET）、抑制细胞周期、调控细胞分化相关基因及表观遗传水平等方式促进体细胞向多能性细胞重编程.本文对miR 302/367的发现、结构、miR 302/367在多能性细胞中的作用及在体细胞向多能性干细胞重编程中的作用及其机理等做一综述.     

获得多能性干细胞的方法

胚胎干细胞系的获得为细胞和器官损伤及病变的治疗提供了新的途径,但是治疗用细胞和受体病人之间免疫不相容问题妨碍了干细胞临床应用.近年来对分化细胞重编程研究使研究人员可以获得多能性干细胞,这为解决这一难题带来了新的希望.对获得多能性干细胞所涉及的机制以及方法进行了综述.     

维持胚胎干细胞多能性和自我更新的转录因子Oct-4/ Nanog以及相关的调控网络

Oct-4和Nanog是两种维持干细胞多能性和自我更新的转录因子, 它们通过结合靶基因调控区, 选择性地抑制分化基因表达或促进多能性基因表达。它们通常只在多能干细胞中表达, 在分化细胞中不表达。在不同的发育阶段, 它们的表达量受到特异调控, 并且分别与Sox-2、FoxD3等其他转录因子以及LIF、BMP等胞外信号通路互相作用, 形成一个复杂的转录调节crosstalk网络, 在特异时空激活或抑制靶基因的转录; 通过互相制约最终决定干细胞是保持多能性还是分化, 以及向哪个方向分化。此外, Oct-4和Nanog对体细胞重编程为多能细胞也有重要作用。     

猪多能性干细胞研究进展与前瞻北大核心CSCD

多能干细胞具有能够分化为多种特定细胞类型的能力,主要包括胚胎干细胞、胚胎生殖细胞和诱导多能干细胞。猪因其在免疫学、形态学和生理结构上与人有着诸多类似的特点,正逐渐成为人类异种移植、细胞治疗和再生医学研究的理想生物学模型。然而,目前对猪多能干细胞的来源、特征及机制认识的不足直接阻碍了该研究领域的发展。因此,将对猪多能性干细胞的种类、鉴定标准、研究进展、亟待解决的问题进行详细地阐述,并在此基础上对猪多能性干细胞的研究进行了展望,希望为该研究领域的科研人员提供参考。     

MicroRNA对胚胎干细胞的多能性网络调控

胚胎干细胞(Embryonic stem cells, ESCs)是一类能够无限增殖和诱导分化为多种类型细胞的干细胞。MicroRNA(miRNA)是一类内源性具有调控基因表达功能的非编码RNA, 在ESCs增殖和分化过程中起重要作用。MiRNA可以通过对ESCs多能性网络中的转录因子、细胞周期、表观遗传学、信号转导等方面调控, 促使ESCs维持多能性状态。文章重点综述了miRNA的生成过程、调控ESCs多能性的主要miRNA家族以及miRNA对ESCs多能性网络调控作用等内容。     

慢病毒介导的绿色荧光蛋白报告基因对人多能干细胞的生物风险评估研究

摘要 目的：探讨慢病毒介导的绿色荧光蛋白（GFP）标记人诱导多能干细胞（hiPSC）是否影响其细胞生物学特性,为多角度评价生物学风险提供实验基础。方法：慢病毒感染hiPSC后24小时,通过抗性基因表达筛选成功标记GFP的hiPSC。利用流式细胞分析法（FACS）检测GFP阳性的细胞比例。通过碱性磷酸酶染色检验干细胞的多能性,并通过免疫荧光染色检测多能性标记基因OCT4,NANOG,SOX2,SSEA4的表达情况。体外拟胚体分化实验检测GFP标记的hiPSC分化为不同胚层细胞的能力。结果：慢病毒感染不仅可以成功hiPSC标记上GFP,而且抗性基因表达筛选使GFP阳性细胞比例从37.5%提高到97.4%。AP染色和多能性标记基因的免疫染色证明标记后的细胞能维持多能性。体外分化实验显示感染后hiPSC可以形成拟胚体并实现三个胚层细胞共存。结论：慢病毒能够高效的标记hiPSC,并且不影响其多能性和拟胚体形成能力,可以用于后续的分化和细胞示踪研究。     

猪多能性干细胞研究进展与前瞻

多能干细胞具有能够分化为多种特定细胞类型的能力,主要包括胚胎干细胞、胚胎生殖细胞和诱导多能干细胞。猪因其在免疫学、形态学和生理结构上与人有着诸多类似的特点,正逐渐成为人类异种移植、细胞治疗和再生医学研究的理想生物学模型。然而,目前对猪多能干细胞的来源、特征及机制认识的不足直接阻碍了该研究领域的发展。因此,将对猪多能性干细胞的种类、鉴定标准、研究进展、亟待解决的问题进行详细地阐述,并在此基础上对猪多能性干细胞的研究进行了展望,希望为该研究领域的科研人员提供参考。     

原始生殖细胞发生的机制

生殖细胞的发生是发育和遗传的基础。在几乎所有哺乳动物中,原始生殖细胞(primordial germ cell,PGC)均由近端上胚层体细胞在周边细胞特定的信号诱导下特化而成。目前的研究已经发现一些与生殖细胞特化有关的信号分子和关键转录调控元件,以及特化后生殖细胞获得的与体细胞不同的生物特性。生殖细胞的特化是一个结合了体细胞发育程序的抑制、细胞多能性程序的启动和全基因组表观遗传重编程三个方面的动态的复杂过程。多能性干细胞(胚胎干细胞或诱导型多能干细胞)具有发育全能性,能分化为机体任何一种细胞类型,包括生殖细胞。利用多能性干细胞体外分化形成生殖细胞有助于深入系统地研究配子发生的调控机制,为干细胞在不育症治疗方面的应用带来新希望。     

原始生殖细胞发生的机制

生殖细胞的发生是发育和遗传的基础。在几乎所有哺乳动物中,原始生殖细胞（primordial germ cell,PGC）均由近端上胚层体细胞在周边细胞特定的信号诱导下特化而成。目前的研究已经发现一些与生殖细胞特化有关的信号分子和关键转录调控元件,以及特化后生殖细胞获得的与体细胞不同的生物特性。生殖细胞的特化是一个结合了体细胞发育程序的抑制、细胞多能性程序的启动和全基因组表观遗传重编程三个方面的动态的复杂过程。多能性干细胞（胚胎干细胞或诱导型多能干细胞）具有发育全能性,能分化为机体任何一种细胞类型,包括生殖细胞。利用多能性干细胞体外分化形成生殖细胞有助于深入系统地研究配子发生的调控机制,为干细胞在不育症治疗方面的应用带来新希望。     

名刊封面

《细胞-干细胞》2008.2 iPS中多能标记物的表达顺序在已分化的鼠类及人类细胞中,可以通过转录因子Oct4、Sox2、K1f4和c-Myc的逆转录转导来实现多能性的诱导。来自美国的科学家发明了一种新技术,使得这四种转录因子能通过强力霉素诱导的     

干细胞多能性信号调控机制研究进展

多能性干细胞是一类具有体外无限自我复制和分化为体内多种细胞类型能力的多潜能细胞,是研究基因功能、建立疾病模型和促进再生医学领域发展的一种重要工具。自1981年小鼠胚胎干细胞建立以来,科学家们已经先后成功地建立了灵长类、人、大鼠的胚胎干细胞和小鼠、大鼠的上胚层干细胞等。但是,目前研究表明,维持人、灵长类胚胎干细胞的多能性信号通路与维持小鼠、大鼠胚胎干细胞的截然不同,而与维持小鼠、大鼠上胚层干细胞的信号通路比较类似。因此,该文对目前研究较多的维持小鼠胚胎干细胞、人胚胎干细胞和小鼠上胚层干细胞的多能性信号通路进行了综述,希望能够对其它物种的多能性干细胞研究提供有益的借鉴。     

Helq对干细胞多能性影响的研究

目的探讨Helq缺失是否影响干细胞的多能性。方法利用CRISPR-Cas9基因编辑技术获得Helq敲除的胚胎干细胞。结果免疫荧光染色结果显示敲除Helq后,Oct4及Nanog的表达与对照组相比无明显差异,通过四倍体补偿实验证明胚胎干细胞的多能性不受影响。同时我们利用Helq敲除的胚胎干细胞继续进行体外分化,最终可以得到Day2的上胚层样细胞。通过免疫染色及real-time PCR分析,结果表明Helq敲除的胚胎干细胞分化为上胚层细胞液无明显异常。结论 Helq缺失不影响多能性干细胞的多能性。     

限定因子诱导胎猪成纤维细胞重编程为多能性细胞

尝试运用限定因子融合蛋白建立猪的诱导多能性干细胞．试验采用Oct4、Sox2、Klf4、c-Myc四种限定因子经慢病毒表达载体系统介导感染猪胎儿成纤维细胞,对表达外源限定因子的猪胎儿成纤维细胞进行培养传代,逐步分离培养出集落边缘界限清晰的细胞克隆,细胞集落生长状态稳定、核型正常、碱性磷酸酶检测为阳性,免疫细胞化学检测显示,Oct4、Nanog、SSEA-1蛋白表达为阳性,体内能够分化形成含有三个胚层的畸胎瘤．结果证实分离培养的细胞克隆为猪诱导多能性干细胞,为进一步完善诱导方案和深入研究应用猪诱导多能性干细胞奠定了基础．