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《2-丙基戊酸和5-氮雜胞苷對ips細胞誘導(dǎo)率影響的設(shè)計書》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、2-丙基戊酸和5-氮雜胞苷對ips細胞誘導(dǎo)率影響的設(shè)計書第一部分文獻綜述1．ips細胞發(fā)展簡介1.1ips細胞的誘導(dǎo)1.1.1iPS細胞的誕生成熟的體細胞由分化的狀態(tài)逆轉(zhuǎn)到未分化狀態(tài)的過程稱之為細胞重編程，細胞重編程現(xiàn)象最早在核移植實驗中被發(fā)現(xiàn)。細胞重編程的方法包括體細胞核移植、miRNA干擾細胞質(zhì)重編程技術(shù)、多能干細胞和體細胞融合、多能細胞的提取物與體細胞共孵育等。其重編程過程包括染色體結(jié)構(gòu)重建、DNA甲基化、組蛋白乙?；?、印記基因表達、端粒長度恢復(fù)以及x染色體失活等。重編程后，體細胞核會忘卻原先體細胞留下的記憶重新進人發(fā)育程序。Wilmut等H1及Cowan等都通過自己的實驗誘導(dǎo)
2、體細胞重編程成功。但是這些方法最大的缺點就是供卵缺乏、倫理道德及政府法規(guī)的限制等。因此科學(xué)家們努力尋求從法律、道德和倫理等方面更易被人們接受的體細胞核重編程的方法。細胞核移植和干細胞這兩個各自迷人的領(lǐng)域，在2006年發(fā)生了非常引人注目的碰撞。一些重大的發(fā)現(xiàn)為這次事件鋪平了道路。正如兩棲動物中一樣，細胞核移植進入小鼠卵母細胞后表明體細胞核重編程成為多能肽。2006年8月，通過對卵母細胞和胚胎干細胞中涉及細胞重編程的細胞因子的深入分析和研究，日本科學(xué)家Takahashi和Yamanaka研究小組將24種轉(zhuǎn)錄因子排列組合導(dǎo)入小鼠成纖維細胞，最終確定有4種轉(zhuǎn)錄因子組合———Oct4、Sox2
3、、c-Myc和Klf4即可將成纖維細胞重編程為誘導(dǎo)多能性干細胞(inducedpluripotentstemcells19)iPS細胞。它的誕生仿佛給沉寂一時的國際干細胞研究打入了一劑強心劑[1]。1.1.2導(dǎo)入ips細胞的外源轉(zhuǎn)錄因子通過外源轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子的誘導(dǎo)，使成體細胞重編程為胚胎干細胞(ES細胞)樣的多能細胞，這種細胞稱為誘導(dǎo)多能干細胞(iPS細胞)，這一方法被稱為iPS技術(shù)。ips細胞除了不能生成胚胎以外，可以產(chǎn)生所有的細胞，如果用于醫(yī)療，那么理論上可以治愈所有疾病——凡是不好的組織都去除，替換為重新生長的正常組織。它的功能幾乎可以和ES細胞相媲美。自從ES細胞涉及道德倫理的
4、問題以來，科學(xué)家用其來產(chǎn)生新生組織的想法就一直不能實施。而iPS以其突破倫理障礙的面貌改變大家對干細胞的看法，無疑，iPS是偉大的發(fā)現(xiàn)，它讓科學(xué)家們可以更深入地了解我們的細胞。也讓干細胞從理論研究到臨床應(yīng)用的步伐加快了許多，直接將病人的成體細胞改造成干細胞，比再培育一個小孩取干細胞更符合倫理道德要求，也突破了移植排斥的障礙。ES細胞和ips細胞具有相同的基因。不同的是ES細胞中與細胞多能性有關(guān)的基因能夠表達，而這些因子就是Oct4、Sox2、c-Myc和Klf4。已分化的細胞中這些基因不能表達。通過導(dǎo)入與多能性有關(guān)的外源基因來激活活體細胞中的多能性基因。從而使體細胞從分化狀態(tài)重編程為
5、多能干細胞。試驗中所用4種轉(zhuǎn)錄因子在誘導(dǎo)過程中分別起不同作用：Oct4是POU家族的轉(zhuǎn)錄因子,維持細胞的多能性,是體細胞誘導(dǎo)為iPS細胞所必須的基因。在小鼠和人的ES細胞中,Oct4表達的抑制將會導(dǎo)致自發(fā)性分化為滋養(yǎng)層細胞。Niwa等實驗結(jié)果表明,Oct-4能夠維持ES細胞未分化狀態(tài)并促進其增殖,并認為Oct-4的活化是重編程為多能干細胞的標志?！ ox2是胚胎干細胞特異性轉(zhuǎn)錄因子,其與Oct-4一樣均為體細胞重編程所必須的基因,除了可與Oct4協(xié)同調(diào)節(jié)維持細胞的多能性之外,還能促進干細胞向神經(jīng)外胚層分化。c-Myc和Klf4不是iPS細胞形成所必須的基因,其作用是提高克隆形成的效
6、率,當同時將二者去除時iPS細胞將不能生成iPS細胞19,因此c-Myc和Klf4在iPS細胞產(chǎn)生的過程中同樣重要。c-Myc是在人類癌細胞中發(fā)現(xiàn)的卟啉-原癌基因,盡管c-Myc可以提高iPS細胞克隆形成率,但其構(gòu)建的嵌合體小鼠約20%發(fā)生了腫瘤。所以如果將iPS細胞用于臨床治療,c-Myc基因的轉(zhuǎn)入必須慎重。Klf4即是抑癌基因又是原癌基因,一方面可以促進ES細胞的自我更新,另一方面在體細胞中強制表達可抑制DNA的復(fù)制,阻滯細胞周期于G1/S期,因此它在細胞增殖和分化之間起開關(guān)作用[2]。1.1.3受體細胞的選擇iPS技術(shù)雖然在不同物種的多種細胞上都取得了成功，但是不同的受體細胞、
7、不同的細胞狀態(tài)及其傳代代數(shù)，對于誘導(dǎo)的效率，甚至誘導(dǎo)是否能取得成功都有一定的影響。因此，在實驗之初需準備符合要求的受體細胞。最初，研究者以胎鼠和成年小鼠的成纖維細胞為受體細胞進行iPS誘導(dǎo)，雖然最終都得到了iPS細胞，但是采用胎兒細胞進行的誘導(dǎo)效率明顯要高一些。這可能是由于胎兒細胞增殖活力強，并且甲基化程度較低，易于重編程。隨后，以小鼠肝臟細胞、胃表皮細胞、胰腺β細胞，甚至成熟的B淋巴細胞作為受體細胞進行iPS誘導(dǎo)也都取得了成功，這充分說明了iPS技術(shù)的普
