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来自中国农业大学,美国犹他大学等处的研究人员发表了题为“Efficient Germline Transmission Obtained with Trangene-free Induced Pluripotent Stem Cells”的文章,首次获得了高质量的无外源因子的诱导多能干细胞(iPS细胞),这种细胞也能应用于胚胎操作,并且能够产生健康的后代小鼠。
& \# C" X8 _+ \ 文章公布在7月7日《美国国家科学院院刊》(PNAS) 杂志上,这项研究由中国农业大学吴森实验室和犹他大学卡佩齐(Capecchi)实验室合作完成。其中吴森教授早年毕业于北京大学,主要研究方向为动物遗传工程及干细胞。
4 {) p$ t- S8 Z0 C7 d 多能干细胞(Pluripotent stem cell,Ps)是当前干细胞研究的热点和焦点。它可以分化成体内所有的细胞,进而形成身体的所有组织和器官。因此,多能干细胞的研究不仅具有重要的理论意义,而且在器官再生、修复和疾病治疗方面极具应用价值。但是过去认为多能干细胞只能从人胚胎中获得。2007年,美国和日本科学家发现,应用人和鼠的正常皮肤细胞,导入KLF4、OCT4、SOX2和C-MYC四种基因,即可由正常体细胞转化成多能干细胞。这种基因诱导而产生的多能干细胞称为诱导多能干细胞(iPSC)。
) u8 T" I9 ` f; Y+ t0 M 无疑这种iPS细胞在再生医学领域具有重要的应用价值,但是传统的诱导方法是通过逆转录病毒或者慢病毒载体携带OKSM四因子,使iPS细胞具有潜在的致癌性,从而不能够应用到人类细胞治疗领域。1 H) L4 |6 ]: o/ B
为了解决这个问题,在过去的几年里科学家们研发了各种方法,用于诱导产生无外源因子iPS细胞。这些方法包括质粒、piggyBac转座子、蛋白转导、mRNA和microRNA转染等。虽然这些方法能够产生无外源因子的iPS细胞,但是不能够稳定可靠地得到高质量的、具有生殖嵌合能力的细胞。
+ H$ [0 r; N I0 r$ h在最新这篇文章中,研究人员成功地将8个重编程因子和选择性标记基因放到一个非整合质粒中,从而获得了较高质量的非转基因(transgene-free)iPS细胞。这种方法在干细胞研究领域将会有重要的应用。
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3 n% U7 K/ u7 \6 d 所谓非转基因(transgene-free)iPS细胞,就是指不需要外源重编程因子,就能获得和维持多能性的iPS细胞。要获得这种iPS细胞,对质粒的要求比一般经典的四因子重编程方法要高。) @- F0 Q! w7 j- l# Q
因此,研究人员优化了重编程因子的组合,挑选了合适的筛选标记,并将这两者整合到一个非整合质粒中。更重要的是,研究人员发现pMaster12质粒能产生非转基因(transgene-free)的iPS细胞,这也就是说这种细胞在2i培养基中生长后,能应用于胚胎操作,并且能够产生健康的后代小鼠。. B6 X5 ~; @" E, `4 \
这项研究对于解决iPS细胞中致癌性的问题具有重要的意义,也将有助于解析诱导多能干细胞形成的分子机理。2 `( `$ Y' Z8 o: x$ o
* D0 d, A$ K! g7 _ 摘至 生物通 |
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