Cell Stem Cell：使用MicroRNAs对纤维原细胞重编程得到诱导多功能干细胞

belovedF

来源科技日报
+ Y1 x6 \1 \& q5 ^; r  j# |2 d美国科学家首次用实验鼠的微小RNA（MicroRNAs）对很容易从皮肤活检中得到的纤维原细胞进行重新编程，制造出了诱导多功能干细胞（iPSCs）。科学家可据此制造出特定病人的iPS细胞，以用于药物筛选和身体组织再生。相关研究发表在《细胞—干细胞》杂志上。
: ~+ m7 F  c3 |4 d9 l
5 Z7 N. D9 ^2 T- g3 _0 `5 I负责该研究的美国宾夕法尼亚大学医学院医学、细胞和发育生物学教授兼再生医学研究所科学主管爱德华·莫里西表示，这是科学家首次未使用4个转录因子制造出iPS细胞，并将效率提高了100倍。
& H4 C) A7 E6 }# \- U5 b2006年，日本科学家山中申弥利用病毒载体将4个转录因子的组合转入分化的体细胞中，使其重编程而得到了一种类似胚胎干细胞的细胞类型，这就是iPS细胞。随后很多科学家陆续报告称，他们使用这4个转录因子上的变异制造出了iPS细胞。iPS细胞具有和胚胎干细胞类似的功能，却绕开了胚胎干细胞研究一直面临的伦理和法律等方面的障碍，因此，其应用前景非常广阔。
, @6 N% ^1 b0 B" s% A- A, z从事该研究的科学家希望，有朝一日能有效制造出不同病人的干细胞以研究人类疾病；制造出一个细胞“仓库”以让人体自身的心脏、肝脏等细胞再生。尽管前景诱人，但制造出iPS细胞还面临着效率低的问题，使用人体细胞制造iPS细胞的效率尤其低下。另外，添加新基因等方法可能有导致癌症的副作用，因此，提高iPS细胞的转化效率和安全性成为近年来科学界的研究重点之一。5 j0 B' W% U- m1 ]5 n
以前，科学家使用转录因子让成人细胞重新编程，每使用10万个成人细胞得到的iPS细胞不足20个。而新实验中，科学家使用微小RNA来让成人细胞重新编程，结果，每使用10万个成人细胞得到的iPS细胞高达1万多个。5 T2 v  Z& F( b+ x1 R2 ?
莫里西表示，这种方法能制造出iPS细胞让我们很吃惊，而且，其效率比山中申弥首次提出的转录因子方法高很多。至于为何在制造iPS细胞的过程中，微小RNA和4个转录因子的作用原理如此不同还需进一步的研究。/ ?/ P' ]$ d/ u" n0 u
莫里西实验室研发的微小RNA方法产生的iPS细胞能制造出老鼠体内几乎全部的组织，包括生殖细胞、精子和卵子等。该科研团队目前正同其他科学团队合作，试图将这些诱导多功能干细胞分化成心肌细胞、造血细胞和肝脏细胞。4 h+ c* C1 `9 i
莫里西表示，在用病人的样本制造iPS细胞的过程中，这种方法不仅效率高，而且可以得到更多产品。他们希望制造出人工合成的微小RNA，来将成人细胞转变为iPS细胞，最终得到包括肝脏、心肌或神经细胞等在内的各种细胞。% F/ h/ N2 L, {) H+ n: R3 V. d
美国心肺和血液研究所的肺病研究室主管詹姆斯·基莱认为，有效制造出诱导多功能干细胞对其治疗用途至关重要，新方法朝科学家的最终目标前进了一大步，也将促进其他干细胞研究的发展。原文出处：$ i) D. K! h# A
! g6 Z. M$ K  B: K2 y+ O
Cell Stem Cell    doi:10.1016/j.stem.2011.03.001
' s8 D& @+ q& C+ `- d3 u; }- PHighly Efficient miRNA-Mediated Reprogramming of Mouse and Human Somatic Cells to Pluripotency
2 V, ^) s8 P/ v; rFrederick Anokye-Danso, Chinmay M. Trivedi, Denise Juhr, Mudit Gupta, Zheng Cui, Ying Tian, Yuzhen Zhang, Wenli Yang, Peter J. Gruber, Jonathan A. Epstein, Edward E. Morrisey
: D# i# Y) k& v" @2 E& X" v
3 x. e# a) z2 n% [; P( X" \' pHighlights
7 y' y3 d& ]5 e" E/ _/ jmiRNAs alone can reprogram somatic cells to pluripotency4 ]. _: E- F& I: K6 ?; K
The miR302/367 cluster reprograms both mouse and human fibroblasts+ D) A, D0 u7 X; T6 l0 W+ P
miR367 is required for miR302/367 reprogramming
& b& l2 r7 m- PLow Hdac2 levels are required for miR302/367 reprogramming
- R1 f: j0 L7 u4 T( D2 K$ D5 tSummary
, T9 W+ G9 N( [" N1 [, v# X+ Q4 g" M" J7 g3 T) t8 m1 J
Transcription factor-based cellular reprogramming has opened the way to converting somatic cells to a pluripotent state, but has faced limitations resulting from the requirement for transcription factors and the relative inefficiency of the process. We show here that expression of the miR302/367 cluster rapidly and efficiently reprograms mouse and human somatic cells to an iPSC state without a requirement for exogenous transcription factors. This miRNA-based reprogramming approach is two orders of magnitude more efficient than standard Oct4/Sox2/Klf4/Myc-mediated methods. Mouse and human miR302/367 iPSCs display similar characteristics to Oct4/Sox2/Klf4/Myc-iPSCs, including pluripotency marker expression, teratoma formation, and, for mouse cells, chimera contribution and germline contribution. We found that miR367 expression is required for miR302/367-mediated reprogramming and activates Oct4 gene expression, and that suppression of Hdac2 is also required. Thus, our data show that miRNA and Hdac-mediated pathways can cooperate in a powerful way to reprogram somatic cells to pluripotency.
) c0 G- {% ?3 A+ p
# z1 `, e4 b6 {8 ~$ {+ |" N

细胞海洋

该新闻已经在新闻板块发过了 感谢你的支持