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PLoS ONE:羊水细胞重编程为iPS细胞 [复制链接]

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发表于 2010-11-29 08:28 |只看该作者 |倒序浏览 |打印
生物通报道 由于羊水干细胞能够生成各种类型的体细胞,因而一直被干细胞研究者们寄予厚望。科学家们期待在某一天他们能够利用羊水干细胞治疗各种疾病。然而到目前为止,由于胚胎仍是羊水干细胞的主要来源,因而引发了众多的伦理学问题。
! J" Y! C1 R9 [9 @近日柏林马克斯普朗克分子遗传学研究所的科学家们成功地将羊水细胞转化为多能干细胞(iPS细胞)。这些由羊水衍生的iPS细胞几乎与胚胎干细胞没有区别。然而,它们却能“记住”它们的起源。研究结果在线发表在国际学术刊物《公共科学图书馆综合》(PLoS ONE)上。
9 [+ y! E& e- \, v" g  N6 c( h8 f  {7 I6 u8 T/ J
    现在胚胎干细胞的特殊潜能也能被运用到多种“成熟”体细胞中(例如皮肤和毛发细胞)。通过重编程可将这些细胞转化为“诱导多能干细胞”( iPS细胞)。iPS细胞具有胚胎干细胞的特性,可生成各种类型的人体细胞(多潜能),并且能够无限增殖。
# R/ X, t. T% F7 D" Q! ^
1 d: h5 O: c2 Y+ J带有记忆的干细胞
- Y/ y, H3 Y+ O" W( G$ q6 U   
" c' K4 e1 `% r  I8 j) ]" N2 T8 N* q- B: x
    科学家们证实羊水iPS能够形成各种不同的人体细胞类型。在细胞重编程过程中,各种调控干细胞发育的基因明显地打开或保持活跃。他们还同时发现诱导多能干细胞能够记住它们原来的细胞类型。这证实了当前其他的研究结果,即当进行自发性分化时从各种不同组织衍生的iPS细胞更倾向于跟随它们预先注定的发育路线。“我们还不确定这种供体细胞类型的记忆是否有可能影响医学治疗,或是体细胞衍生的iPS将会成为最适合的治疗细胞类型,”3 M  d# c2 P7 F
马克斯普朗克分子遗传研究所的Katharina Wolfrum谨慎地表示。
" o& p# w* a: ~- _
4 e/ N9 I4 b$ o& M) b6 T    羊水细胞相对于其他的细胞类型有着多个优势。一方面,在产前检查中常规采集羊水细胞能够对疾病进行早期筛查。在大多数情况下,获得的细胞总是比实际需要的要多。此外,羊水混合物中包含着各种来自于胎儿的不同类型的细胞,包括干细胞样细胞。
/ s& n  V4 P& ^! ~
7 I/ B5 G6 C6 N0 H- g1 f   “环境诱导的突变在遗传上更为稳定。这或许意味着相比于其他的细胞类型,对羊水细胞重编程更快速,更容易。羊水衍生的iPS细胞极有可能能够填补对胚胎干细胞的需要,”马克斯普朗克研究所的ames Adjaye解释说:“此外,还可在小孩出生前对采集的羊水细胞进行细胞重编程,以备不时之需。同时还可能帮助检测出哪些药物会对婴儿产生影响,以及能够为其所耐受。在未来,患病新生儿就能够利用从自己身体上获得的细胞进行疾病治疗。”
& m% U. u% c& R, B) \; g2 s! U1 @9 k: @
(生物通:何嫱)8 b! C! b2 I7 o2 X3 s
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0 A$ z. T( M7 [* R. X. A9 J) k5 G
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沙发
发表于 2010-11-29 11:17 |只看该作者
有文章吗?

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藤椅
发表于 2010-11-29 15:51 |只看该作者
上海的金颖教授课题组有过用羊水干细胞诱导iPS的文章,不知道这篇文章有什么新颖之处。盼文章。。。。
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板凳
发表于 2010-11-29 16:18 |只看该作者
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全文找到了:/ Y, U# ~5 ?( w2 c4 ^, A
4 s( x! o7 J$ d2 {; z
Wolfrum, K., Y. Wang, et al. (2010). "The LARGE Principle of Cellular Reprogramming: Lost, Acquired and Retained Gene Expression in Foreskin and Amniotic Fluid-Derived Human iPS Cells." PloS one 5(10): 137-138.
! j! E, L9 ^1 v4 L3 a0 R  HAbstract :Human amniotic fluid cells (AFCs) are routinely obtained for prenatal diagnostics procedures. Recently, it has been illustrated that these cells may also serve as a valuable model system to study developmental processes and for application in regenerative therapies. Cellular reprogramming is a means of assigning greater value to primary AFCs by inducing self-renewal and pluripotency and, thus, bypassing senescence. Here, we report the generation and characterization of human amniotic fluid-derived induced pluripotent stem cells (AFiPSCs) and demonstrate their ability to differentiate into the trophoblast lineage after stimulation with BMP2/BMP4. We further carried out comparative transcriptome analyses of primary human AFCs, AFiPSCs, fibroblast-derived iPSCs (FiPSCs) and embryonic stem cells (ESCs). This revealed that the expression of key senescence-associated genes are down-regulated upon the induction of pluripotency in primary AFCs (AFiPSCs). By defining distinct and overlapping gene expression patterns and deriving the LARGE (Lost, Acquired and Retained Gene Expression) Principle of Cellular Reprogramming, we could further highlight that AFiPSCs, FiPSCs and ESCs share a core self-renewal gene regulatory network driven by OCT4, SOX2 and NANOG. Nevertheless, these cell types are marked by distinct gene expression signatures. For example, expression of the transcription factors, SIX6, EGR2, PKNOX2, HOXD4, HOXD10, DLX5 and RAXL1, known to regulate developmental processes, are retained in AFiPSCs and FiPSCs. Surprisingly, expression of the self-renewal-associated gene PRDM14 or the developmental processes-regulating genes WNT3A and GSC are restricted to ESCs. Implications of this, with respect to the stability of the undifferentiated state and long-term differentiation potential of iPSCs, warrant further studies." Z* E3 M2 `5 G  Q* a# J3 R

8 m# q2 @3 q' t" Q8 z, f& F
  C9 q  e2 I5 o3 U9 M3 d从图片上部的两幅图的对比中可以看到,羊水细胞从外表看来与其它胚胎干细胞有很大区别;左下角的图片表示羊水细胞的iPS细胞可产出蛋白质的制造者之一“OCT4”;右下角的图片表示iPS细胞能够够形成人体各种器官和组织的干细胞。) \% r' u. n' F' }! l/ k2 i: B
; c; d3 u& ]' W4 e* m
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报纸
发表于 2010-11-29 16:30 |只看该作者
本帖最后由 qingshui1985 于 2010-11-29 16:59 编辑 ' f, K- P4 N- T) Z7 i8 o" W

- y% O8 |$ I! E9 Q; o' k回复 开心果王 的帖子' z4 ~8 |" e( h
& c, `0 _5 a* r. K3 Y7 Z- u4 Z
找到关于金颖课题组 羊水细胞诱导ips的报道: m; g% Q, l3 v+ r$ A: }+ v+ n
" l8 d2 D7 }+ C* w& m- C
2009年08月20日9 i- h  ]1 ?* r3 `
生物通报道,上海生命科学院金颖教授是973项目iPS课题的首席科学家,近期她带领的研究小组首次快速高效地将羊水细胞诱导成iPS细胞,相关成果发布在Human Molecular Genetics上。3 O9 s: U/ y; k+ ?  f

# K) y  \' r/ ?. J& L3 t' Q# c5 g据SIBS消息,中科院上海生命科学院/上海交大医学院健康科学研究所研究员金颖所率干细胞研究组与上海新华医院的陈方教授合作,从孕妇产前诊断的羊水细胞中高效快速地建立了诱导多能干细胞。博士生李春亮等在金颖的指导下发现羊水细胞中一部分特殊类群(即高表达NESTIN, VIMENTIN and GATA4,不表达OCT4, SOX2, NANOG and TRA-1-60)在病毒介导的四因子诱导下,感染后第二天发生形态上的剧烈变化,第四天出现人胚胎干细胞类似形态的克隆,第六天可以机械法挑选后进行建系。
% g! @& n. |$ t0 A2 |% ~2 E4 ^; Q. `. ]& \) Q2 t' r
经过统计发现,AKP阳性的未分化克隆形成率最高可达到1.525%,有趣的是,当减少因子C-MYC后,三因子同样可以在第四天诱导出iPS克隆,只是AKP阳性的未分化克隆形成率稍低,从三个独立的病人样本中,均能够稳定高效的诱导出iPS细胞,提示这群细胞高效发生重编程具有普遍性。
$ P4 R: `& u2 W" j
+ F! L. [; |/ x* w1 }" S对建立的八株人类诱导多能干细胞进行进一步的鉴定发现,这些细胞能够长期在体外稳定传代并保持46XX核型,维持自我更新,蛋白和mRNA水平高表达全能性的标志基因,如OCT4, NANOG, SOX2, SSEA4, TRA-1-60等,AKP染色呈强阳性,甲基化PCR联合测序法对OCT4的启动子进行分析后发现,在未分化的iPS细胞和阳性对照人胚胎干细胞中,OCT4的启动子呈现低甲基化,而在供体羊水细胞和阴性对照人包皮成纤维细胞中则呈现高度甲基化。STR分析结果证明这些诱导多能干细胞的确来自于对应供体的羊水细胞,
* D" |' q- O( E; E0 u" M) M- f+ ]7 ?
有趣的是,全基因组表达谱扫描结果提示,研究人员所得到的羊水细胞在表达谱相关性上和人胚胎干细胞非常相似,correlation coefficient达到0.8866,这可能是它高效被重编程的原因之一。诱导多能干细胞的主要应用是分化和细胞移植,研究人员尝试了体外和体内的分化实验,在悬浮类胚体和实验中,科学家能得到典型的中、外、内胚层形态细胞,RT-PCR检测到了各个胚层标志物的表达,定向诱导向神经外胚层的分化中,诱导35天后,研究人员得到了高纯度的神经前体细胞。在体内畸胎瘤实验中,注射未分化的诱导多能干细胞到免疫缺陷小鼠三个月以后能够得到良性的畸胎瘤,切片分析能找到形态典型的肌肉,肠管,神经上皮,软骨,肺上皮等三胚层来源组织或者细胞,而对照细胞即起始羊水细胞注射的各组均未发现畸胎瘤。, {1 y$ y' n5 E: ]+ i2 @' }1 @

* D1 R' l' X+ V0 C2 J综上所述,该项研究第一次发现孕妇产前诊断的羊水细胞中高效快速建立了诱导多能干细胞,重编程所发生所需要的时间(6天)为人类诱导多能干细胞相关报道最短,减少了在这个过程中细胞发生变异的可能。也为重编程的机制研究以及基于新型技术探讨重编程的研究提供了理想的细胞来源。1 Q4 ~# {3 n7 G; O# W9 y1 {

$ M* U8 I+ c/ X4 ^全文:
& X* |: m1 m# o' O5 WLi, C., J. Zhou, et al. (2009). "Pluripotency can be rapidly and efficiently induced in human amniotic fluid-derived cells." Human Molecular Genetics 18(22): 4340-4349.( v7 j/ `0 {5 H4 X8 v- `
Direct reprogramming of human somatic cells into pluripotency has broad implications in generating patient-specific induced pluripotent stem (iPS) cells for disease modeling and cellular replacement therapies. However, the low efficiency and safety issues associated with generation of human iPS cells have limited their usage in clinical settings. Cell types can significantly influence reprogramming efficiency and kinetics. To date, human iPS cells have been obtained only from a few cell types. Here, we report for the first time rapid and efficient generation of iPS cells from human amniotic fluid-derived cells (hAFDCs) via ectopic expression of four human factors: OCT4/SOX2/KLF4/C-MYC. Significantly, typical single iPS cell colonies can be picked up 6 days after viral infection with high efficiency. Eight iPS cell lines have been derived. They can be continuously propagated in vitro and express pluripotency markers such as AKP, OCT4, SOX2, SSEA4, TRA-1-60 and TRA-1-81, maintaining the normal karyotype. Transgenes are completely inactivated and the endogenous OCT4 promoter is adequately demethylated in the established iPS cell lines. Moreover, various cells and tissues from all three germ layers are found in embryoid bodies and teratomas, respectively. In addition, microarray analysis demonstrates a high correlation coefficient between hAFDC-iPS cells and human embryonic stem cells, but a low correlation coefficient between hAFDCs and hAFDC-iPS cells. Taken together, these data identify an ideal human somatic cell resource for rapid and efficient generation of iPS cells, allowing us to establish human iPS cells using more advanced approaches and possibly to establish disease- or patient-specific iPS cells.5 B4 G" g; z) L! f
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地板
发表于 2010-11-29 16:46 |只看该作者
感觉这两篇新闻看他们工作很接近。有点乱,需要缕一缕。. N8 K, U4 f; N8 p& A
有一点值得注意,德国科学家在plos one 摘要里提到了“potential”,但是金颖课题组貌似没有。
% e+ b  e2 `7 W3 ], A# o. }; P因而,可能金颖课题组首先做了羊水细胞诱导ips,而德国科学家在此基础上又进一步证明了羊水ips干细胞的全能性。
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发表于 2010-11-29 18:25 |只看该作者
对此项工作心存一点疑义,因为不是一直在说羊水里富含干细胞吗?他们怎么能说是诱导出了iPS细胞呢?难道不存在仅是扩增了羊水里干细胞的可能吗?
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发表于 2010-11-29 19:26 |只看该作者
有谁说说羊水细胞是什么东东的细胞?

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发表于 2010-11-29 20:10 |只看该作者
本帖最后由 qingshui1985 于 2010-11-29 20:12 编辑
; f3 z; @1 A, j! |) ^
6 v; Y) J& X3 ^$ ]  F$ d回复 marrowstem 的帖子
, \8 `" Z# G( b6 w
2 M8 }  W! @. H# e! w+ x! o9 p- J对金颍团队的文献,我看到金颍用的是18-22周的羊水(百度百科里说这时发育已经比较靠后了,胎儿的尿液、呼吸系统、胃肠道、脐带、胎盘表面等等,都成为了羊水的来源)。# c  \, s3 s1 n: e, z4 }
! \% d! f7 u  N
她们为了排除羊水细胞中含有一些来自三个胚层的干细胞对实验的影响。选用的细胞是粘连(贴壁?)时间短的纺锤体形的细胞。
) b9 Q. v% o: h8 v7 L8 i5 Y; B7 Y"We selected the adhesive short and spindle-like cells and discarded the rest of the adherent and non-adherent cells under the culture conditions described in the Materials and Methods section。"& U; z: l  k! [' ?' H0 T, R" y, f: \
另外在体内实验发现她们用的羊水细胞可以在体内产生畸胎瘤。而胚胎干细胞则不会形成畸胎瘤。因而证实她们的实验材料是羊水细胞,与胚胎多能干细胞不同。6 k. L* B; Y0 Q

# m- N! ^6 T' d% s"(Amniotic fluid stem cells) do not form teratomas in vivo, as do pluripotent stem cells, which is consistent with our finding."8 V5 v$ L: T) P3 _
( r- f( F1 v$ x
德国团队的文章没大看,不过德国团队直接没有提及实验材料是从几个月的妊娠妇女身上取的。0 x5 d3 z7 g3 D; m
个人感觉两篇文章如果羊水取材时机不一致,对结果而言,差异会很大。没有对比的意义。
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发表于 2010-11-29 22:44 |只看该作者
回复 marrowstem 的帖子
- N. C2 g  F5 |. x
' [/ G0 D9 t$ }百度没有查到好的资料。只有一个 “羊水”的百度百科
' P& b2 @& E' f; D1 r  _6 L* Ehttp://baike.baidu.com/view/40430.html
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