翟明勝---人類胚胎干細(xì)胞和誘導(dǎo)多潛能干細(xì)胞變化的參考圖譜使多潛能細(xì)胞系的表征高通量

翟明勝---人類胚胎干細(xì)胞和誘導(dǎo)多潛能干細(xì)胞變化的參考圖譜使多潛能細(xì)胞系的表征高通量

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1、現(xiàn)代分子生物化學(xué)課程論文翻譯河南農(nóng)業(yè)大學(xué)現(xiàn)代分子生物學(xué)課程論文翻譯學(xué)院牧醫(yī)工程學(xué)院專業(yè)班級臨床獸醫(yī)學(xué)學(xué)生姓名翟明勝學(xué)生學(xué)號11203084現(xiàn)代分子生物化學(xué)課程論文翻譯人胚胎干細(xì)胞與誘導(dǎo)多能干細(xì)胞變異致多能細(xì)胞株系高通量參考圖譜摘要人類多潛能干細(xì)胞的發(fā)展?jié)撃鼙砻魉鼈兛梢援a(chǎn)生用于生物醫(yī)學(xué)研究的與疾病相關(guān)的細(xì)胞類型。多潛能干細(xì)胞系中發(fā)生高度變異的情況已被報道,能夠影響它們的效用和臨床安全。在轉(zhuǎn)化研究中人們安心地使用胚胎干細(xì)胞或誘導(dǎo)多潛能干細(xì)胞前必須更好地理解這種細(xì)胞系種的差異性。為了達(dá)到這個目標(biāo)我們已經(jīng)建立了20種先前已經(jīng)推導(dǎo)出的人類ES細(xì)胞系和12種人類iPS細(xì)胞系

2、的DNA甲基化和基因表達(dá)的基因組參考圖譜。并且我們測定了這些細(xì)胞系的體外分化特性。使我們能夠評定ES和iPS細(xì)胞的遺傳和轉(zhuǎn)錄的相似性,預(yù)測單個細(xì)胞系的分化效率。試驗的結(jié)合產(chǎn)生了多潛能細(xì)胞系的用于快速綜合表征的記分卡。前言人類胚胎干細(xì)胞系可以在體外分化并擴充很多代而不喪失分化為3種胚胎生殖層的能力(Thomson等人,1998)。iPS細(xì)胞系也一樣,它可以用轉(zhuǎn)錄因子OCT4,SOX2,KLF4和C-MYC或替代的重組的異位表達(dá)通過重編程的體細(xì)胞得到((reviewedinStadtfeldandHochedlinger,2010)。ES和iPS細(xì)胞系都是強大的研究

3、工具,能夠提供用于生物醫(yī)藥研究的大量與疾病相關(guān)的細(xì)胞。有幾組已經(jīng)使用人類多潛能干細(xì)胞系作為模型系統(tǒng)分析單基因疾病的細(xì)胞基礎(chǔ),疾病的調(diào)查范圍在迅速擴大(reviewedinColmanandDreesen,2009)。人類多潛能干細(xì)胞系的未來應(yīng)用可能包括研究由基因和環(huán)境共同影響引起的復(fù)雜疾病,從疾病相關(guān)的細(xì)胞類型中篩選出的以細(xì)胞為基礎(chǔ)的藥物,多潛能細(xì)胞作為移植醫(yī)學(xué)的一種可再生資源的使用(ColmanandDreesen,2009;Daley,2010;Rubin,2008).所有這些應(yīng)用都需要可靠,高效和穩(wěn)定分化為疾病相關(guān)細(xì)胞類型的的細(xì)胞系的選擇和特性化??墒?,已

4、經(jīng)觀察到不同的人類ES細(xì)胞系的分化效率有顯著地變化(DiGiorgio等人2008;Osafune等人2008),進(jìn)一步關(guān)注已經(jīng)上升到人類ES和iPS細(xì)胞系的等價性。例如,已有報道稱在成百上千的基因表達(dá),它們的基因組DNA甲基化模式和神經(jīng)分化特性過程中人類iPS細(xì)胞全部由ES細(xì)胞分化而來,在人類ES和iPS細(xì)胞系可放心地用于翻譯研究之前必須更好地理解這樣的差異。尤其是,有必要建立基因表達(dá)和DNA甲基化模式的基因組的參考圖 在一個大的多潛能細(xì)胞系聚集中,為新的ES和iPS細(xì)胞系表觀遺傳和轉(zhuǎn)錄性質(zhì)的比較提供一個基準(zhǔn)線。先前的研究已經(jīng)表明人類多潛能細(xì)胞顯示出極高的DN

5、A甲基化和基因表達(dá)的特征(Guenther等人2010;Hawkins等人2010;Lister等人2009;Muller等人2008)。但是,這些研究集中在幾個細(xì)胞系,因此不能系統(tǒng)地研究遺傳和轉(zhuǎn)錄變化的作用。為了牢固確立存在于人類多潛能干細(xì)胞系的遺傳變化的本質(zhì)和大小,三個基因組分析已用于20已經(jīng)確立的胚胎干細(xì)胞株(Chen等人2009;Cowan等人2004;Thomson等人1998)和12個最近得到的功能特征化的iPS細(xì)胞系(Boulting等人2011)。在每個細(xì)胞株進(jìn)行的分析包括通過基因組規(guī)模亞硫酸氫鹽測序繪制DNA甲基化圖譜,用微陣列分析基因表達(dá),構(gòu)

6、造應(yīng)用500個血統(tǒng)的類胚體中的標(biāo)記基因高通量轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物定量差異化分析??偟膩碚f,我們的數(shù)據(jù)提供人類多潛能細(xì)胞系變化的一個參考。這一提法可以使我們在ES和iPS細(xì)胞系之間進(jìn)行一個系統(tǒng)的對比,識別細(xì)胞系特異化的異常基因,預(yù)測每個細(xì)胞系分化為三個胚層的分化傾向。最后,我們證明了我們這里報道的分化傾向有高度的預(yù)測效率,Boulting和同事能指導(dǎo)12iPS細(xì)胞分化為運動神經(jīng)元??傊?我們發(fā)現(xiàn)表觀遺傳和轉(zhuǎn)錄的變化在人類多潛能細(xì)胞系中是很常見的,這種變化可能對一個細(xì)胞系的效用具有重大影響?!∥覀兊挠^察適用于ES和iPS細(xì)胞株,需要仔細(xì)描述出每一個細(xì)胞系,不管它是如何得到的。隨

7、著向減輕綜合細(xì)胞系特性化的實驗負(fù)擔(dān)和提高現(xiàn)有檢測精度的邁進(jìn),我們將我們的三種基因組分析組合成一個生物信息學(xué)計分卡檢測法。這種計分卡使任何多潛能細(xì)胞系的質(zhì)量和效用得到高通量預(yù)測。現(xiàn)代分子生物化學(xué)課程論文翻譯結(jié)果 人類胚胎干細(xì)胞株中的DNA甲基化和基因的表達(dá)的一個參考 人類胚胎干細(xì)胞株受許多因素的影響,可能導(dǎo)致遺傳和轉(zhuǎn)錄變化,如它們的遺傳背景,方法協(xié)議之間的差異,不同的細(xì)胞培養(yǎng)條件。為了在優(yōu)質(zhì)多潛能細(xì)胞株間建立變異的基線,,我們獲得了20種特異性很好并得到了廣泛應(yīng)用的人類胚胎干細(xì)胞株的低代數(shù)冷凍(表S1)。這些細(xì)胞系在標(biāo)準(zhǔn)條件下培養(yǎng)幾代,在收集材料用于DNA甲基化和

8、基因表達(dá)的基因組分析之前

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