誘導多能幹細胞
誘導多能幹細胞
誘導多能幹細胞,是將基因導入皮膚細胞中進行誘變而製成的一種細胞。
誘導多能幹細胞最早是2006年由日本的兩位科學家Kazutoshi Takahashi 和shinya Yamanaka報道,文章發表於《細胞學》雜誌。有很多學者預言這兩位作者最終可能因此而獲得諾貝爾獎。
當時作者最初的思路來自於體細胞核移植入未受精卵細胞內能使該細胞核進行重新編程(reprogrammed,亦可理解為細胞核的去分化,體細胞核移植是克隆動物的第一步,這裡關於克隆動物的部分暫不描述),因此作者認為未受精卵和胚胎幹細胞中含有某些能給予體細胞全能性或者多能型的因子。
因此作者對24個符合此類條件的候選基因進行篩選,作者將這些基因導
入鼠體細胞中(採用逆轉錄轉染的方式)誘導體細胞成為多能幹細胞。作者巧妙地採用24-1的篩選方式,以確定那些基因對於IPS用處不大。而後進一步採用10-1的篩選方式,最終確定了Oct3/4, Sox2, c-Myc,Klf4這四個因子起關鍵作用。這四個因子最終也被很多學者成為“典型山中因子”。
通過採用導入外源基因的方法使體細胞去分化為多能幹細胞,對於這類幹細胞我們稱之為誘導多能幹細胞(IPS,Induced Pluripotent Stem Cells)
上述觀點一經報道立即引起全球學者的普遍關注,時至今日關於IPS的研究在廣度上業已涉及多個物種,在深度上對導入外源基因的方法、誘導的原理上亦多有報道。
這個技術打破了人們對幹細胞能分化為體細胞這一過程不可逆的偏見,而為將來我們獲取幹細胞新增了一個途徑。
以下這些是較早版本對於IPS的編輯的全部,因為我認為這些東西不夠詳盡徹底,並未向人描述IPS究竟是什麼東西,僅僅是關於IPS的一篇較為科普的報道。因此,將之納入此目錄下。
iPS技術是幹細胞研究領域的一項重大突破,它迴避了歷來已久的倫理爭議,解決了幹細胞移植醫學上的免疫排斥問題,使幹細胞向臨床應用又邁進了一大步。隨著iPS技術的不斷發展以及技術水平的不斷更新,它在生命科學基礎研究和醫學領域的優勢已日趨明顯。
美國哈佛大學研究人員採取添加特殊化合物的方法,將體細胞製造IPS的效率提高了100多倍。目前這項研究在大鼠實驗中已獲得成功,而在製造人類IPS時也可採取同樣方法,以提高效率。該成果被業界稱為IPS研究中的一大進步。
IPS是由一些多能遺傳基因導入皮膚等細胞中製造而成。在製造過程中,美國研究人員使用了4種遺傳基因,同時加入了7種包括可阻礙特定蛋白質合成的物質和酶在內的化合物,以研究其各自的製造效率。研究結果顯示,沒有添加化合物時,遺傳基因的導入效率為0.01%—0.05%,而加入了一種叫“巴爾普羅酸”的蛋白質合成阻礙劑之後,導入效率竟升至9.6%—14%。
如果從這4種遺傳基因中排除導致細胞癌化的遺傳基因,只使用3種基因,過去的導入效率只有0.001%甚至更低,而加入“巴爾普羅酸”之後,其效率也提高了約50倍。研究人員認為,這很可能是因為“巴爾普羅酸”可以促進多能遺傳基因的活性。今後,研究人員將就添加化合物是否會使遺傳基因產生變異展開研究,以在提高製造效率的同時保證安全性。