IPS
诱导多能性干细胞(iduced pluripotent stem cell ,ips cell),2006年日本京都大学shinya yamanaka 在世界著名学术杂志《细胞》上率先报道了诱导多能干细胞的研究。
他们把oct3/4,sox2、c-myc和kif4这四种转录因子基因克隆入病毒载体,然后引入小鼠成纤维细胞,发现可诱导其发生转化,产生ips细胞。
在形态、基因和蛋白表达、表冠遗传修饰状态、细胞倍增能力、类胚体和畸形瘤生成能力、分化能力等方面都与胚胎干细胞相似。
【中文名称】:诱导性多能干细胞;诱导多功能干细胞
【英文名称】:induced pluripotent stem cells,ips cells;ipscs
【首次报道】:2006年
【发明者】:shinya yamanaka;俞君英
【优点】:无限增殖、多向分化潜能
【应用】:细胞移植、再生医学
【缺点】:临床应用为时过早
简 介
ips技术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多能性干细胞。分化的细胞在特定条件下被逆转后,恢复到全能性状态,或者形成胚胎干细胞系,或者进一步发育成新个体的过程,即为细胞重编程(cell reprogramming)。
分化是基因选择性表达的结果,并没有改变遗传物质,而重编程在某种意义上就是分化的一个逆转。与经典的胚胎干细胞技术和体细胞移植技术不同,并没有改变遗传物质,而重编程在某种意义上就是分化的一个逆转。与经典的胚胎干细胞技术和体细胞核移植技术不同,ipsc技术不使用胚胎细胞或卵细胞,因此没有伦理学问题。
此外,利用ips技术可以用病人自己的体细胞制备专有的干细胞,从而大大降低了免疫排斥反应发生的可能性。ipsc的出现,在干细胞,表冠遗传学以及生物医学等研究领域都引起了强烈的反响。使人们对多能性的调控机制有了突破性的新认识,进一步拉近了干细胞和临床疾病治疗的距离。
ips在细胞替代性治疗以及发病机理的研究、新药筛选以及神经系统疾病、心血管疾病等临床疾病治疗等方面具有巨大的潜在价值。
研究历程
诱导性多能干细胞最初是日本科学家山中伸弥(yamanaka)于2006年利用病毒载体将四个转录因子(oct3/4,sox2、c-myc和kif4)的组合转入小鼠胚胎或皮肤纤维母细胞,发现可诱导其发生转化,产生的ips细胞在形态、基因和蛋白表达、表观遗传修饰状态、细胞倍增能力、类胚体和畸形瘤生成能力、分化能力等都与胚胎干细胞极性极为相似。
IPS细胞建立过程
1分离和培养宿主细胞
2通过病毒介导或者其他的方式将若干多个多能性相关的基因导入宿主细胞
3将病毒感染后的细胞种植于饲养层细胞上,并于ES细胞专用培养体系中培养,同时在培养中根据需要加入相应的小分子物质以促进重编程。
优点
与经典的胚胎干细胞技术和体细胞核移植技术不同,ips技术不使用胚胎细胞或卵细胞,因此没有伦理学问题。
利用ips技术可以用病人自己的体细胞制备专有的干细胞,所以不会有免疫排斥的问题。
展望
由于ips细胞自身的安全性问题,到2021为止,ips细胞还无法应用与临床治疗,要得到安全实用的有临床价值的治疗型ips细胞,必须避免使用整合性病毒以及有致癌性的外源基因。根据ips细胞在短时间内取得的一系列突破,可以预见,ips细胞必将解决人类面临的各种疾患。但是还面临许多亟待突破和需要深入研究的领域:
1 研究ips细胞自我复制、增殖和分化等的调控机制及ips细胞体外定向诱导分化机制;
2充分评价ips细胞临床应用的安全性;
3建立无遗传修饰的ips洗细胞制备方法。