干细胞之家 - 中国干细胞行业门户第一站

标题: 关于iPS重编程机制的个人总结，欢迎大家拍砖！ [打印本页]

作者: 张也行 时间: 2010-6-30 23:35 标题: 关于iPS重编程机制的个人总结，欢迎大家拍砖！

大三结束了，对近期读的文献做一个总结，最近主要看了ES表达调控机制，以及iPS细胞的最新文章，觉得重编程机制越来越清晰，这个是我个人的理解，希望对大家有所帮助，欢迎大家讨论！
谢谢论坛里给我提供文献的各位老师，师哥，师姐。谢谢！( J- |! C' C: h' j. c7 Q: {
, R. L* \, _1 @, T" W" H! e

自从2007年，山中申弥教授和Thomson教授分别用各自发现的4个因子成功实现分化细胞向多能细胞的转化以来，诱导多能干细胞（iPS）成为干细胞研究的热点。但是开始时谁也不知道具体的机制是什么。虽然许多实验室在多个物种上成功复制了实验结果，并且实现了许多技术上的改进，但是很少有人探讨其背后的机制是什么，iPS的研究逐渐遇到了瓶颈。这时人们才逐渐把目光转向重编程机制的探讨。有了过去近三年大量iPS实验经验的积累，几十年的ES细胞调控网络以及近半个世纪重编程（包括核移植和细胞融合）的研究，iPS的机制也逐渐变的明朗起来。/ X% P4 V" ?+ ~7 x1 T
1．机制探讨
越来越多的实验结果证明，iPS的实现大致需要分两步进行：
第一步：表观遗传的变化（Epigenetic alterations）                      6 V# [' h+ Y2 Q0 ?) A! A! A  l* v: W  U
表观遗传因子不管是在干细胞还是在体细胞中都是普遍存在的，他们的靶点是某一功能的一群基因，而不是某一个基因，因此要实现靶向性必须依赖其他一些因子共同发挥作用。在ES细胞中，这些因子就是多能性因子，如Oct4，Nanog等。所以，iPS的重编程的启动机制是导入的多能基因的表达产物与相应的表观遗传因子结合，替换分化因子，从somatic-specific表达模式转变为ES-specific模式，使染色体的结构发生变化，使染色体变得更accessible，有利于多能性相关的基因的激活，以及分化和发育相关的基因沉默。比如，最近的一项研究表明，在MEF中，导入的Oct4能结合到BAF复合体上，使Baf155替换Baf170，从而使分化细胞特异性的BAF复合体转变为esBAF。esBAF复合体是一种chromatin remodeling complex，与ES多能性的维持有关。他能使染色体的结构发生变化，以利于基因的激活，同时他能与Oct4结合，促进Oct4与靶基因结合，从而促进重编程的过程。所以外源导入Baf155和Brg1（BAF复合体的另一个元件）能提高iPS的效率。
同时，在ESC分化的过程中，经过染色体修饰的多能基因，常发生DNA甲基化以实现更稳定，更持久的基因沉默。因此，Oct4等多能因子要激活下游的多能性相关基因，还面临甲基化的问题。所以重编程过程必须经历去甲基化的过程。对比三种重编程方法（细胞核移植，细胞融合，转录因子诱导）：细胞核移植和细胞融合的去甲基化不依赖于细胞分裂，因为去甲基化的因子（以及其他多能性因子）已经存在于卵细胞胞质或融合细胞的多能性细胞（研究表明是由AID介导）中了，是主动去甲基化的过程。而诱导的方法则不同，由于去甲基化因子并没有被提供，也可能去甲基化因子虽存在，但其发挥作用并不依赖于Oct4等多能性因子。所以去甲基化的过程是一个被动的过程，必须依赖于细胞分裂造成的基因的甲基化松动，多能性因子才能结合到靶基因上，激活多能基因的表达。所以在诱导的过程中，去甲基化是一个随机的过程，耗时也比核移植和细胞融合长的多（这或许也解释了另一个现象——核移植获得的ES细胞比iPS细胞重编程更完全：后者要经历从分化细胞特异的调控元件转变成多能性细胞特异的调控元件的过程，是被动的过程，而细胞融合和核移植的多能性细胞特异的各种调控元件却是现成的，是主动的过程。所以重编程过程更快，更彻底）。
经历了上述表观遗传的变化后之后，外源因子才能更有效的发挥其作用，激活或者抑制下游基因的表达。使细胞逐渐达到多能的状态。在ES细胞中，多能因子之间常形成复合物，相互促进其功能，使调控更高效，重编程的过程也不会例外；另一种高效的调控方法可以通过激活或抑制某个信号通路来实现。因为信号通路将许多与某一功能相关的基因串联起来，轻微的改变上游某一个元件就能同时改变下游许多功能一致的基因的表达。比如，最新的研究结果表明，导入的因子Oct4，Sox2，Klf4和c-Myc能抑制TGF-β通路，促进MET。在这一过程中，基因的表达谱由Mesenchymal-specific转变为Epithelial-specific。而后者相对于前者分裂速度更快，染色体也更accessible，反过来又利于后续的重编程。而以前的实验结果发现：通过抑制p53通路能提高重编程的效率。可能是因为p53能促进细胞的分裂（无限增殖的癌细胞内p53通路也被抑制），更有利于基因的去甲基化，从而促进重编程。另外，以前的结果也表明，激活Wnt通路也能促进重编程。可能是因为通过激活wnt通路能增加其效应因子Tcf3的数量，而Tcf3也是一个重要的维持多能性的因子。Tcf3能与Oct4结合，促进其对靶基因的调节。另外，在ES细胞内，常与Oct4和Nanog等多能型因子结合的因子还有STAT3和Smad1。而二者分别是LIF通路和BMP4通路的重要组成因子。两个通路都是ES多能性维持相关的通路。所以，重编程的过程或许与这两个信号通路有关。
随着内源基因逐渐被激活，一些多能性相关的基因逐渐表达，干细胞的标记基因如SSEA也逐渐表达。而分化和发育相关的基因逐渐被沉默。
第二步：多能状态的维持(maintenance of pluripotency)                   + n  H, M2 @  G3 p
随着重编程的进行，导入的基因逐渐被沉默。细胞逐渐达到了一种平衡状态：内源的多能性因子相互之间必须形成自身的调节通路以维持其表达在某一个水平。在ES细胞中，Oct4通过和Sox2形成复合物，结合到共有的下游基因的启动子上，调节其表达，同时也结合到自身的启动子上，促进自身的表达（feedforward regulation）。
在ES细胞中，核心调节因子（Oct4，Sox2，Nanog，Klf4）通过下面几种机制维持多能状态：" C' I6 S8 t$ x8 c( W- p
1. 协同作用（co-regulation）  也就是上面经常提到的，核心调节因子常常和其他因子之间形成复合物作用于同一个靶点，相互促进各自的作用。这种机制使下游基因的表达不会因为某一个因子的波动而发生变化，而当多个因子同时变化时，下游基因能很快发生相应的变化，从而使ES即维持稳定的状态，同时又保证了对外界变化的敏感性。
2. Molecular “Rheostats” 核心调控元件之间也常形成复合物发挥作用，如Oct4和Sox形成复合物，Nanog形成同源二聚体。而任何一种因子的表达升高或降低都会破坏这种作用，引起细胞发生分化。这种机制保证了ES细胞对于外界环境中的分化信号的敏感性。
3. 冗余现象（redundancy）  即ES的核心调控元件的功能可以被同一家族的其他因子所取代，发挥同样的作用。如Klf2和5能取代Klf4，Sox4,11和15能取代Sox2与Oct结合形成复合物发挥作用。这在iPS诱导的过程中也被证实。这种机制保证了ES状态的稳定性。% k; d3 c; [$ u
iPS细胞达到的这种稳定状态或许和ESC中有相同的调节通路，表达相似的表面抗原，但是这并不意味着iPS的这个状态与ES的相同。iPS也必须保证多能状态的稳定性，同时也要确保对分化信号的敏感性，否则，体细胞就是不完全重编程（incomplete reprogramming），得到的iPS细胞就处在与ES一步之隔的某一个中间状态。并且，这个中间状态很难再用改变某几种因子的水平完成后续的重编程，因为导入的因子必须与其他因子co-regulation才能发挥作用，同时导入的外源因子也打破了已有的平衡，反而使细胞分化。这也解释了为什么12qF1未被激活的iPS细胞再导入OSKM四个因子却不能激活沉默的基因。
第一步的过程整体上看是随机的过程，更容易被人为的干预，并且直接影响第二步的平衡状态。并最终影响最终的重编程程度和效率。第二步似乎无法再有效干预，但是随着ES调控网络认识的深入，人为的干预或许也能达到一定的效果，并且相对于第一步随机的过程来说，第二步更有章可循。2 F5 ~) Q) Q7 i4 e- n% @. x
/ A0 Z" n  |& r$ ^
2.  iPS的研究方向：                                                      P/ ?- X0 F. p0 c  R3 x+ P
通过上面iPS细胞重编程机制的归纳，可以总结出iPS细胞的研究还可以从以下方面着手：; ?  N0 Q. B2 u: u9 j/ i0 d
1．外界环境（environment）  细胞状态的维持是内外环境共同作用的结果。并且，环境中的因子可以通过激活或抑制重编程相关的通路，影响重编程的过程。但是，重编程的过程是一个global的过程，而一个通路只是一个local的调控，所以重编程的过程可能涉及到很多个通路，而不能只用一种通路解释。例如，Baf155和Brg1对重编程的促进作用是通过改变染色体形态，促进Oct4结合到靶基因上实现的，似乎和TGF-β通路和MET无关。但是也不排除各个通路之间的相互交叉，串连成一个网络，达到牵一发而动全身的效果。但这也说明iPS细胞的研究对于基因的表达调控的研究也有重要的意义。同时也为筛选外用小分子提供了参考。; h0 J! E0 _7 c) O9 L
2．转录因子（transcriptional involvement）
与Oct4等共同作用的有的是表观遗传因子，有的是转录因子。相对于表观遗传变化来说，转录因子的研究时间更长，机制研究的也更清楚，与其他的调控网络建立起来的联系也更多，比如miRNA。因此转录因子的研究或许能将隐藏的重编程机制揭示出来，从而带来更多意想不到的惊喜。
3．表观遗传因子（epigenetic factors） BAF复合体对重编程的促进作用也告诉我们表观遗传因子在重编程中的重要地位，并且由于表观遗传因并不是ES-specific，在体细胞中也普遍存在，但是最初筛选重编程因子的思路是，选择ES-specific factors，这就造成了这些因子的漏选。比如，Oct4能与染色体去甲基化酶Jmjd1a和Jmjd2c共同作用，同BAF复合体类似，也能改变细胞的染色体结构，调节多能性相关因子的表达，如Nanog。另外DNA的甲基化在诱导的过程中是被动的过程，或许通过加入相应的去甲基化因子能扭转这一被动的局面，促进重编程。/ C5 C& T/ h7 R  W9 k9 i6 ?9 u
4．重编程方法之间的相互借鉴（reciprocity between different reprogramming approaches）
不同的重编程方法具体的机制可能不同。但是，无论哪种方法，都必须经过表观遗传的变化，都必须激活多能性相关的基因，抑制分化相关的基因，因此，在方法上还是有一定的借鉴意义的：比如，Wilmut在研究克隆羊的过程中，发现减少体细胞培养基中的血清有利于重编程，解释是减少血清有利于改变染色体的结构。而最近裴端卿教授的研究表明，去除培养基中的血清也能提高iPS的效率，但解释是血清中含有TGF-β，所以去除血清能抑制EMT，从而促进重编程。虽然解释不同，但方法却是相同的。同时，一些提高iPS细胞的方法或许也能促进核移植的重编程过程，例如，低氧，vitamin C等。3 E: c# q3 X; U0 U8 S

新的重编程相关关键因子的发现对于重编程机制的研究具有重大的意义，但是或许会带来新的担忧：我们好不容易将导入的因子从四个减到一个，现在却要增加因子。更多的因子意味着更大的插入突变的可能，因此安全性降低。因此，通过外界环境的变化，筛选小分子似乎显得更有价值。但是，重编程机制的阐明能够为将来用蛋白质和小分子诱导提供理论基础。并且随着载体系统的完善，插入突变的问题将不再是iPS技术要考虑的因素，那时更安全，更高效，重编程更彻底的iPS细胞将成为可能，使iPS细胞的潜能充分发挥出来。

作者: 张也行 时间: 2010-6-30 23:37

有点长，哈哈我写的很认真的哦。大家各取所需吧... ...

作者: 上海过客 时间: 2010-6-30 23:42

厉害大三就这么多感想。

我大三还不知道克隆羊多利是什么

作者: wky98 时间: 2010-7-1 09:12

楼主看了好多文章啊！！

作者: he_liang 时间: 2010-7-1 10:32

哇塞!楼主好厉害啊！

作者: 双刀 时间: 2010-7-1 11:09

楼主真的是大三吗？厉害

作者: 张也行 时间: 2010-7-1 11:26

谢谢各位支持，欢迎更多批判的评论！

作者: lixiaodong 时间: 2010-7-1 11:43

希望之星。:o

作者: regene 时间: 2010-7-1 13:24

不错，佩服！

作者: wanglibin 时间: 2010-7-1 19:20

厉害呀！

作者: sunyucheng 时间: 2010-7-1 21:52

新星！！！绝对的！！！大三？！

作者: 刘实 时间: 2010-7-2 10:17

建议张也行申请“千人”，肯定也行。

作者: chengrui 时间: 2010-7-2 17:12

强！

作者: scienese 时间: 2010-7-2 20:26

好文！！

作者: ppcl2 时间: 2010-7-3 11:49

鼓励一下，像研三写的！

作者: baixueyao029 时间: 2010-7-3 12:08

不错，顶下

作者: cicadacjk 时间: 2010-7-3 14:44

写得很不错1 v/ ^! F$ Y) X$ F9 T
不过重编程的机制并没有清晰起来，目前而言，仍然是黑盒% l, t3 \: P; B: q8 G3 o; m" n
比如提到的BAF那篇文章，效率提升非常有限，而且从某个角度讲，那是重编程的结果或必然发生的事件。真正在机制上让人耳目一新的当属12q那篇文章，我们可以等着看看在人上，是否也能找到类似的标志区分好的iPS和不好的iPS。, N6 Y/ n: P& ^- z
因子多少倒不重要，况且现在的一个因子是建立在神经干细胞的基础上，这并不是一个适合进行机制研究或者医学研究的细胞类型。如果很多因子可以诱导完全的重编程，将其调配成穿膜蛋白鸡尾酒，也不失为一个很好的治疗iPS解决方法。
! K5 g a# q0 L" Y- f# Q
你提到的那篇克隆羊中减少血清可以提高效率的文章是最早的那篇paper吗？

作者: 张也行 时间: 2010-7-3 18:57

回复 17# cicadacjk
/ F' p7 e1 o" [; U% M7 |+ Z5 E
& ~ x* X" d# a& A
我记得是看那本书上说的，wilmut对实验的改进之一就是减少血清，Wilmut的那篇多莉的文章我没太细读。
- @9 B0 f( \3 Q8 _1 y7 `, x$ f! ~# Y
我很同意你说的BAF的那篇文章是重编程的必然发生的事件，我写这篇文章的中心也就是总结重编程过程中发生的事件，并希望从这些事件着手，想象怎么从这些方面入手提高效率，使重编程更完全。你说的“很多因子可以诱导完全的重编程，将其调配成穿膜蛋白鸡尾酒，也不失为一个很好的治疗iPS解决方法”也很有道理，也很期待这一天，但是我觉得通过外援物质激活相关的通路对探讨iPS机制，以及改善iPS在目前还比较实用，你说呢？

作者: cicadacjk 时间: 2010-7-3 23:06

你这个思路很好，也是我正在做的。6 H( f/ |- Z( k w: a
你说你现在大三，不知道你以后有什么打算，出国吗？有计划去哪个实验室吗？

作者: 张也行 时间: 2010-7-4 22:03

回复 19# cicadacjk + j' v$ `: S5 D9 z: ` Z4 s5 W

我是打算出国，想找一个比较好的实验室实习，但是，很遗憾他们一般都愿意要保研的学生，所以，我现在还不知道去哪里实习，还是多看文献吧。

作者: shuc.chen 时间: 2010-7-5 08:37

学习了，文中“我们好不容易将导入的因子从四个减到一个，现在却要增加因子。更多的因子意味着更大的插入突变的可能，因此安全性降低。因此，通过外界环境的变化，筛选小分子似乎显得更有价值。但是，重编程机制的阐明能够为将来用蛋白质和小分子诱导提供理论基础。”看的我比较兴奋，我是搞蛋白与小分子相互作用的，同时也研究细胞内的信号网络，筛选特异性的小分子，通过作用于某几个靶蛋白而实现ips确实可以尝试尝试

作者: 随风的天使 时间: 2010-7-5 10:59

很不错呀，楼主厉害！

作者: flydayzhu 时间: 2010-7-5 13:16

楼主可不可以把你看过的文章发给我呢？我的邮箱是flydaychu@hotmail.com

作者: 枕头和书 时间: 2010-7-5 15:20

大三的，好牛

作者: flydayzhu 时间: 2010-7-7 09:07

机制探讨第三段中p53应该是抑制细胞分裂而不是促进细胞分裂

作者: flydayzhu 时间: 2010-7-7 09:09

机制探讨第三段中p53应该是抑制细胞分裂而不是促进细胞分裂
7 J& @" \8 Y( Z* V$ R$ v3 Gflydayzhu 发表于 2010-7-7 09:07

5 [% R( I j$ g; a
或者说抑制p53能够抑制细胞分裂，楼主应该是漏词了

作者: qizhi502 时间: 2010-7-8 00:50

回复 1# 张也行
- E- N X9 N) [0 H' \/ m/ b

针对楼主第一步所说表观遗传变化，简而言之就是核小体构象的变化使基因处于易表达的开放构型或处于抑制的关闭构型，而构型又受DNA甲基化，组蛋白修饰和转录因子三者的影响，这三者相互作用，如作者所说Oct4能结合到BAF复合体上，使Baf155替换Baf170，从而使分化细胞特异性的BAF复合体转变为esBAF。esBAF复合体是一种chromatin remodeling complex，与ES多能性的维持有关。他能使染色体的结构发生变化，以利于基因的激活，同时他能与Oct4结合，促进Oct4与靶基因结合，从而促进重编程的过程。但是这四种因子导入之后的起始事件是什么，过量表达，oct4自己不行，其他的也有，所以此时不仅与这个BAF有关，其他转录因子也再调节其他多能因子激活，但是体细胞分化基因却被抑制，说明这些因子也参与了甲基化的过程。怎样作用的呢？; x4 r% N& s) e
此外作者所说核移植是主动去甲基化，这点赞同，但说到重编程更快，更彻底不敢苟同。核移植虽然可以重编程但是对印记基因的改变甚小，将孤雌干细胞作为供体进行核移植依然不能改变其印记基因形式，所以不能生动物，不过最近上海生了，但是他们是通过无限传代改变的印记基因状态。
4n-ips和2n-ips的目前所能检测的区别就是dd区（12qf1）开放与关闭，目前的结果是供体开放时产生的ips才能4n嵌合，这也就说明无论多能性因子还是核移植环境都不能重编程这个区域，是根本不能还是在某些因子协助下可以重编程。这也就涉及印记基因的重编程和正常基因的重编程机制不同。

作者: 张也行 时间: 2010-7-8 18:14

回复 27# qizhi502

* ~8 d4 u3 |; B7 k
关于核移植的重编程更complete的问题，文献Aberrant silencing of imprinted genes on chromosome 12qF1 in mouse induced pluripotent stem cells从形成嵌合体的效率来看，ntES确实比iPS效率高，和ES更相似，所以，如果从12qF1激活这个标准来看ntES确实比iPS重编程完全，这也是原文说的。另外，核移植获得ES细胞的时间确实不iPS短，是不是可以说重编程更快呢？但是，仅仅从12qF1是否激活确实值得商榷，毕竟是一个实验室做出的结果。0 O0 X; [ p+ @; e# ]) |4 m4 L
怎么说呢，我觉得重编程机制是一步一步明白的，从最初的一无所知到现在的初露端倪，我们的认识在进步。

作者: 张也行 时间: 2010-7-8 18:26

回复 27# qizhi502
还有您说的“但是这四种因子导入之后的起始事件是什么，过量表达，oct4自己不行，其他的也有，所以此时不仅与这个BAF有关，其他转录因子也再调节其他多能因子激活，但是体细胞分化基因却被抑制，说明这些因子也参与了甲基化的过程。怎样作用的呢？” 你说的没错，重编程过程是一个global的过程，四个因子肯定要与其他的因子（表观因子，转录因子，还有最近证明的信号通路组成因子）相互作用，但是就目前的研究结果来看，BAF复合体是最近发表的最有说服力的例子，还会有更多的因子被发现，这是肯定的。6 m' L8 d, Y' a# t$ _( M. a
7 K) i* s$ j7 U0 Z2 b7 ~
还有您说的重编程的起始事件，现在我也觉得仅仅从表观遗传上解释也很欠妥，比如，裴端卿教授最近不是证明MET才是MEF重编程的起始事件吗？但是，我觉得裴教授仅仅从四个因子对TGF-β通路的作用解释四个因子的作用也不是很全面，毕竟TGF-β通路（或者说MET）不能涵盖所有的基因和所有的现象。
4 W$ @- X+ S# P4 w! R1 N8 S
所以，我觉得最安全的解释就是导入的四个因子和各种因子相互作用，改变了基因表达，逐渐实现了重编程，但是这有什么指导意义呢？正像您问的“怎样作用的呢？”

作者: 张也行 时间: 2010-7-8 18:28

回复 26# flydayzhu 2 m5 a) ~; w& _& z
8 q" X i$ g- Y

Thank U！:)

作者: flydayzhu 时间: 2010-7-8 18:34

回复 30# 张也行 0 |: e( `$ `$ ]! p

大家相互学习，从交流中学习的效率是最高的

作者: tainlangxing 时间: 2010-7-9 09:33

回复 1# 张也行 & W2 ] b( n3 j- S0 F; O
总结的不错哈~~有前途哈~~学到不少东西哈~
IPS细胞的机制是重编程，更应该是通过这些因子从而达到基因表达和抑制调节，从而实现体细胞的表观遗传的改变~，生物的革命正在悄然发生

作者: cicadacjk 时间: 2010-7-9 10:26

回复 27# qizhi502
9 C6 W. Y& D6 S
"4n-ips和2n-ips的目前所能检测的区别就是dd区（12qf1）开放与关闭，目前的结果是供体开放时产生的ips才能4n嵌合，这也就说明无论多能性因子还是核移植环境都不能重编程这个区域，是根本不能还是在某些因子协助下可以重编程。这也就涉及印记基因的重编程和正常基因的重编程机制不同。"& E' a* K: m! P& Q
9 c$ l8 a' P2 A2 B& R* p
我想你这里的理解有些偏差，如果仅仅说从体细胞状态到ES状态，这个区域是不必被重编程的。Hochelinger的文章阐明的是这个位置在重编程过程中会被不正常地关闭，这可能是某个重编程因子的负面作用。& Z. `; b; _5 k( ]$ _! f
; j% z5 z+ m7 L+ b E+ e+ h+ ]
裴教授的MET paper并不是说重编程事件只集中在TGFbeta通路周围，而是阐述MET是重编程的早期事件，而这个事件有两个特点：1. 是四个因子联合启动的；2. 阻碍这个事件会直接影响重编程过程。

作者: syapxlg 时间: 2010-7-10 09:38

ips诱导机制阐明，将有助肿瘤发生的生物学解释，期待那一天！！！！！

作者: qizhi502 时间: 2010-7-10 13:43

回复 33# cicadacjk
1本来就关闭的即使再进行一次重编程它也不会打开，当然本来打开的在重编程过程中也可能重编程过程中出现异常关闭。但并不是所有重编程都不可以修复这种现象，NSC就可nt生动物。off的ips目前还不可以nt生动物。

作者: qizhi502 时间: 2010-7-10 13:59

回复 28# 张也行 ) L* K; d. o' ~0 @. e

& A. z) l6 r: S
如你所说，Aberrant silencing of imprinted genes on chromosome 12qF1 in mouse induced pluripotent stem cells这篇文章提到NT对比ips重编程更完全，更和ES相似。而12qF1也可作为鉴定多能性的一个新标准，毕竟只有on的才可以4n。但是nt为什么不能把2n-ips再进行一下完全重编程呢？
ips再重编程的过程中对12qF1进行了不可修复的epigenetic modification？6 r$ v+ ]5 g0 ^/ c% f8 [9 P: W3 [" w
或者ips中某些东西限制了oocyte的发挥？

作者: 张也行 时间: 2010-7-10 17:32

回复 36# qizhi502 " l( E8 j$ k. v4 H7 F
2 x( R+ t. K' o4 r% o9 `% A- c
那篇文献的结果是12qF1-off的iPS细胞不能再通过导入四个因子完成完全重编程。我觉得可能是因为不完全重编程的细胞达到了某种平衡，这种平衡不是ESCs, 但是能像ES细胞那样有维持其稳定性的能力。所以，再导入SKOM，反而会打破这个平衡。但是，能不能再用NT实现完全重编程呢？这个我也不知道。可能会，因为iPS细胞处于更接近ES的状态，但是，NT后就一定是完全重编程吗？那也不一定。

作者: wjy1597 时间: 2010-7-11 16:35

楼主好厉害呀，！

作者: hualin840518 时间: 2010-7-12 11:39

希望再接再厉！:handshake:victory:

作者: qizhi502 时间: 2010-7-14 08:14

回复 37# 张也行 ' V g8 M/ m/ i7 F. [" N
4 F1 O4 q- e3 t
) t# q) Q$ i4 L! ^6 @. e
Aberrant silencing of imprinted genes on chromosome 12qF1 in mouse induced pluripotent stem cells这篇文献不仅将off的ips进行重新导入四因子不可以，并且也用了nt，结果nt也不可以。最后他们又用了vpa药物处理，到时有一定的改观，但是4n之后还是没有活着的胎儿出生。

作者: qizhi502 时间: 2010-7-14 08:23

[attach]10521[/attach][attach]10522[/attach]

作者: 张也行 时间: 2010-7-14 12:20

回复 41# qizhi502

# T5 Y- C2 N- K K+ n
看来他们的结果是NT你能实现不完全重编程的iPS完成后面的道路，期待更多的研究。

作者: linlicau 时间: 2010-7-15 00:29

楼主继续加油，真棒！

作者: mckf111 时间: 2010-7-16 10:42

大三就这样了你的生活我难以想象
恕在下多嘴别太把文献当回事去体味生命更重要

作者: yhs21 时间: 2010-7-16 23:26

佩服佩服大三啊值得学习前途无量感慨当年太浪费时间了啊

作者: 张也行 时间: 2010-7-17 00:04

回复 44# mckf111
4 E( m$ G" N* x3 T+ U( O" j

哈哈谢谢你！

作者: abu2008 时间: 2010-7-17 15:11

体细胞不完全重编程获得的中间态细胞，不能通过找到某些因子是这些部分重编程的细胞转化为完全的iPS细胞吗？达到中间态的细胞内源性的因子表达已经到了一个水平，可以认为这个水平还不够形成完全的iPS。我们如果找到类似于表观修饰的分子提高这个水平一样可以将iPS诱导中形成了中间态的细胞转变会完全的重编程细胞

作者: 张也行 时间: 2010-7-17 21:51

回复 47# abu2008

说是这么说，但是，你说的表观遗传因子是个很大的概念，并且，这些表观遗传因子发挥作用的话要靠其他的机制辅助才能实现其靶向性，并且这些因子发挥作用不是针对某一个基因，而是某一群基因，你如何实现精确性呢，不像基因打靶那样精准的。所以还需要进一步研究。
但是，其实我觉得iPS重编程不完全的问题更好的解决方法就是从源头上解决，也就是进一步研究重编程中事件发生的顺序，然后从这些事件出发使重编程的过程更完全。

作者: marrowstem 时间: 2010-7-21 19:04

发表点个人意见，至少到目前为止，重编程的机制还是“一锅粥”：the devil is in the details。$ \1 f3 f. s( y( \
目前关于iPS细胞的研究如火如荼，几年的时间，就已发展到不需任何一个因子也能诱导出iPS细胞的现状。因此也许可以推断的一个可能是，在不久的将来，也许只要改变被培养细胞的浓度、温度或缺氧状态等物理条件中的某一项，就可以重编程体细胞成功，而顺利得到iPS细胞来。
虽然是个人意见，但如果有人愿意和我猜一猜需要多久才能做到这一步，我的答案是不会超过5年。

作者: sciencezhu 时间: 2010-7-21 19:34

很具体，看了不少的文献，善于总结

作者: songzxj 时间: 2010-7-22 11:24

不服不行，江山代有牛人出啊！

作者: 张也行 时间: 2010-7-22 12:21

回复 49# marrowstem 4 m2 Y3 z  D/ v& r. a5 J6 V5 n
' |% Z  u- D$ v. `3 A
恩你说的前景很好，细胞多能性状态的维持是内外环境，细胞表面连接，细胞内部因子共同作用的结果。这几个方面结合一定能解决iPS细胞的问题。目前，iPS的机制还不是很清楚，但是现在越来越明白。多久能形成一个系统？5年？10年？8 a; z7 X: U; L0 w  E2 A# e
只不过是个时间问题。

作者: 恒宇 时间: 2010-7-22 12:38

楼主的知识很广博的，见识也是很厉害的！不过有点我有些不大同意，楼主说的机制问题1是表观遗传2是多能的维持，我认为机制问题所涉及的是复杂的，不过从分子角度分析不外乎质量遗传的改变和表观遗传的改变，当然了还有环境是不能忽略的了，总体也就是内外因的共同作用的结果，截止到现在为止对于干细胞的机制的理解还是没有透彻的，楼主这样的分析也算一种吧！

作者: fsc0126 时间: 2010-7-23 12:53

好文章！！！！！！！

作者: jack0811 时间: 2010-7-28 18:32

关于p53我有一个想法,有一篇文章讨论了p53与不对称分裂关系的,里面指出p53的表达下调或者是失活会令乳腺祖细胞分裂模式从不对称分裂向对称分裂转变.结合iPS过程中随着培养时间增长细胞分化程度降低,我认为一般来说细胞分裂应该是会遵循不对称分裂的,即是产生一个分化程度增加和一个维持分化程度的细胞,所以抑制p53就可以让细胞发生对称分裂增加分化程度降低的细胞,最后达到重编程的细胞就增加了~我也是大三啊,与楼主握握手~~

作者: 张也行 时间: 2010-7-28 22:43

回复 55# jack0811

哈哈也很有道理。一个现象可以从多个角度分析，得出不同的结论，这也是讨论的好处，毕竟每个人的研究范围有限，兴趣不同，通过讨论可以增长见识。呵呵

作者: ailuomansi 时间: 2010-7-30 11:15

写的不错
但这些都是你的劳动所得( l5 c* j' v7 T) ~
量变到质变的飞跃
我们任何一个人都不会偷走的

作者: mmssyyee 时间: 2010-8-2 18:00

学了不少东西俺看的文章还是少啊

作者: liaowei 时间: 2010-8-5 20:19

顶向楼主学习

作者: luoqingmiao 时间: 2010-8-16 18:14

厉害

作者: xuefei200403 时间: 2010-8-19 20:03

佩服

作者: 我的爱恋 时间: 2010-8-31 16:08

楼主的帖子发的很有引领性，内容很多

作者: zhaoyan1983 时间: 2010-9-21 00:21

顶一个

作者: mmssyyee 时间: 2010-9-21 00:39

“这也解释了为什么12qF1未被激活的iPS细胞再导入OSKM四个因子却不能激活沉默的基因。”这句话的意思不太明白，文章里最后不是说加了VPA之后可以把Gtl2 off的基因转变成为Gtl2 on的基因吗？

作者: ningtinglu 时间: 2010-9-21 15:35

向楼主看起，牛人啊！佩服

作者: aceman 时间: 2010-10-12 09:14

thanks

作者: xiaogao 时间: 2011-4-14 14:00

LZ说的表观遗传因子和转录因子不是一个东西？？？表观遗传因子是什么？？？

作者: xiaoheilong 时间: 2011-4-14 14:41

推荐阅读诱导重编程机理综述 Progress in understanding reprogramming to the induced pluripotent state

作者: asasy 时间: 2011-4-28 23:50

现在本科生也来抢饭碗了，而且比咱理解得更深入，哎！敬佩！
小师弟以后前途无量啊

作者: argonaute 时间: 2011-4-29 12:57

关于iPS的作用机制，这篇Nature Review Molecular Cell Biology的 Review是个不错的归纳：Open chromatin in pluripotency and reprogramming。作者提出了2个原则： specific factors maintain a globally
open chromatin state that is accessible for transcriptional activation; and other chromatin. }, B; Q7 G Z0 a. R9 J
regulators contribute locally to the silencing of lineage-specific genes until differentiation is& G8 k3 z$ v! N& J2 o* p, c: K+ }
triggered.

作者: tnljy 时间: 2011-7-2 12:29

膜拜

作者: 诗雨冰心 时间: 2011-7-2 13:22

向楼主好好学习！

作者: huangcong1988 时间: 2011-7-2 20:25

回复张也行的帖子# M9 w- M* ?/ K2 _" ?* L# O

课程论文吧？小弟哈哈

作者: tpwang 时间: 2011-7-2 20:41

张也行发表于 2010-6-30 23:35 " c' i" M8 B$ g
大三结束了，对近期读的文献做一个总结，最近主要看了ES表达调控机制，以及iPS细胞的最新文章，觉得重编程机 ...

以前没看到，写得好。

作者: shuanger 时间: 2011-7-7 11:18

回复张也行的帖子7 |1 a) `, ?) N' u) ]5 N. s9 D1 H( {
' i& [ d$ a) W& x
大三就能写出这么深刻的认识，不简单！不过貌似有两个地方有些矛盾：1.第五段描述p53的地方：“而以前的实验结果发现：通过抑制p53通路能提高重编程的效率。可能是因为p53能促进细胞的分裂（无限增殖的癌细胞内p53通路也被抑制），更有利于基因的去甲基化，从而促进重编程。”实验结果发现跟你的解释有点矛盾。p53促进细胞分裂，进而有利于去甲基化，从而促进冲编程，那抑制p53怎么促进虫编程呢？2.还是低5段：比如，最新的研究结果表明，导入的因子Oct4，Sox2，Klf4和c-Myc能抑制TGF-β通路，促进MET。按这句话感觉是抑制TGF-β能促进MET，倒数第二段解释裴教授的研究时说“血清中含有TGF-β，所以去除血清能抑制EMT”，TGF-β到底是抑制还是促进MET呢？

作者: xyzhao 时间: 2011-7-7 21:24

12QF1在小鼠中的确作用很明显，介绍一点听到的消息，估计马上有文章发表，意思是由于Oct4与Klf4的低表达或者是Sox2与c-Myc的高表达，导致在这个过程中H2A的置换不完全，因此被沉默了，随后也可以被某些因子修复（大家当作没看见这些话哈，仅仅是为了促进大家的了解）。但在人中，目前的主流观点倾向于人和小鼠ESC差异太大，很难预测是否具有作用。

作者: xyzhao 时间: 2011-7-7 21:57

回复张也行的帖子

个人觉得qizhi502 认为的核移植与转录因子诱导两种重编程方式似乎更准确一点；目前还很难说NT比IPSC更好，尽管你提到的这篇文章，以及G.Daley的文章都暗示这种现象，但还是缺乏直接证据。% t5 d; y1 Z# L5 _9 j! I

作者: 张也行 时间: 2011-7-8 17:26

回复 shuanger 的帖子# p; @0 `4 d5 `' f1 Q
6 H+ U& B' d( n" g' o% l. z i
谢谢您的指正，是我写文章的时候有笔误。p53和重编程的关系其实是很明确的：p53通路抑制重编程的。有足够的证据证明抑制p53能够促进重编程。但是p53下调促进重编程的具体机制还不是完全清楚。我觉得可以从几个方面理解：第一个就是我在文章提到的，抑制p53能够加速细胞分裂，从而促进（被动的）去甲基化过程；第二个就是把p53信号通路看做是重编程的一个障碍，也就是细胞凋亡。年老的细胞不容易被重编程，凋亡相关的通路也会抑制重编程，细胞凋亡是细胞重编程初期的一个障碍，抑制凋亡相关的p53通路有利于重编程的过程。

作者: 张也行 时间: 2011-7-8 17:32

回复 shuanger 的帖子
; A% a' `4 n" O5 a3 }/ n* _; I
至于TGF-β通路的问题：裴的文章就是证明MET也就是Messenchymal-to-Epithelial Transition确实是重编程的其实步骤（initiation），而TGF-β通路则是促进EMT过程，EMT是MET的反过程。所以，抑制TGF-β通路促进重编程（的起始过程）。而血清中含有大量的TGF-β 2，所以，去除血清中的TGF-β则能够促进重编程，抑制EMT的过程。

作者: genedu 时间: 2011-7-8 17:39

该做实验了，看的够了

作者: dispassion 时间: 2011-7-17 16:58

very good

作者: henson 时间: 2011-7-17 17:44

楼主强人吖

作者: sylar.wy 时间: 2011-8-5 13:54

flydayzhu 发表于 2010-7-7 09:07
" j4 E t' e# @/ B) X2 A, Q机制探讨第三段中p53应该是抑制细胞分裂而不是促进细胞分裂

P53能够调节有氧呼吸与糖酵解的平衡，从线粒体氧化到糖酵解的代谢转换可以促进重编程。。

作者: daytoday 时间: 2011-8-5 14:31

强哦，汗颜哦，楼主才大三:L

作者: 绿茶@ 时间: 2011-10-2 20:47

楼主真厉害，非常感谢分享！！

作者: cao0709 时间: 2011-10-2 23:27

楼主确实很厉害顶一个

作者: taurus12 时间: 2012-4-5 15:40

mark一下。。有点长。。。

作者: neiku123 时间: 2012-4-5 20:59

回复张也行的帖子* Z8 X; g6 C% Y
4 f; ^1 U/ @* }$ s; y: c& h7 W
总结的很不错啊呵呵支持一下

作者: 天枰2012 时间: 2013-1-6 08:04

这是10年写的，我今天才看到，真的很佩服楼主，大三就看这么多前沿的文献，很了不起！

作者: hjd8886 时间: 2013-4-15 16:01

很厉害啊，非常感谢，没读前还对iPS一片茫然，现在至少有个清晰的认识了。现在是不是可以分为转录因子和表观调控两个方面呢？是不是要做iPS就要从这两个方面入手？

作者: 细胞海洋 时间: 2013-4-16 09:22

回复 hjd8886 的帖子
" U: @7 R5 G) B4 X7 x6 W+ J
建议你发新帖提问

作者: hjd8886 时间: 2013-4-16 09:58

回复细胞海洋的帖子

谢谢斑竹。

作者: 第一心音 时间: 2013-4-17 10:14

哈哈哈，大笑三声

作者: beiwj 时间: 2013-8-23 11:28

THANK YOU

作者: starlight 时间: 2013-9-18 09:12

后生可畏，亚历山大啊

作者: abang 时间: 2013-10-22 21:48

哈哈，果然你写的好懂些，赞

作者: 亚树 时间: 2014-6-6 10:38

这么年轻理解分析如此透彻，未来的科学家呀！

作者: Jiangshi90 时间: 2015-6-17 14:02

天哪，好厉害呀~~大三就读了这么多文献了

欢迎光临干细胞之家 - 中国干细胞行业门户第一站 (http://www.stemcell8.cn/)