Nature：三种干细胞类型之间的差别（附原文）

ydj19830

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通过利用不同转录因子对分化的成年细胞重新编程而产生的“诱导多能干”(iPS)细胞，具有“体细胞核转移”(SCNT)所产生的“胚胎干”(ES)细胞和来自自然受精的胚胎的ES细胞的很多典型性质。
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然而，这三个细胞类型并不是相同的，现在它们之间一个有趣的差别已被发现：iPS细胞保留它们来自其中的供体组织的一个“外成记忆”，而基于SCNT的重新编程则将成年细胞的DNA甲基化状态重置为接近与ES细胞相似的状态。$ M' F2 u1 m0 C

/ \9 H) ?9 Z% u) B; H# c6 v, r在另一项独立的研究中，Ji等人研究了特定DNA甲基化标记在特定细胞系的发育进程中所起作用。他们对造血细胞群进行了全基因组DNA甲基化分析，结果显示了显著的外成弹性。DNA甲基化所发生的变化，也许是作为指导命运选择（如：是致力于骨髓发育，还是致力于淋巴发育）的一个主要因素而出现的。
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生物谷推荐原文出处：
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Nature doi:10.1038/nature09342! p% ]" }& V& a+ X
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Epigenetic memory in induced pluripotent stem cells
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/ W% @. o) W- M, M$ cK. Kim,A. Doi,B. Wen,K. Ng,R. Zhao,P. Cahan,J. Kim,M. J. Aryee,H. Ji,L. I. R. Ehrlich,A. Yabuuchi,A. Takeuchi,K. C. Cunniff,H. Hongguang,S. Mckinney-Freeman,O. Naveiras,T. J. Yoon,R. A. Irizarry,N. Jung,J. Seita,J. Hanna,P. Murakami,R. Jaenisch,R. Weissleder,S. H. Orkin
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! L3 v9 \# L* _Somatic cell nuclear transfer and transcription-factor-based reprogramming revert adult cells to an embryonic state, and yield pluripotent stem cells that can generate all tissues. Through different mechanisms and kinetics, these two reprogramming methods reset genomic methylation, an epigenetic modification of DNA that influences gene expression, leading us to hypothesize that the resulting pluripotent stem cells might have different properties. Here we observe that low-passage induced pluripotent stem cells (iPSCs) derived by factor-based reprogramming of adult murine tissues harbour residual DNA methylation signatures characteristic of their somatic tissue of origin, which favours their differentiation along lineages related to the donor cell, while restricting alternative cell fates. Such an ‘epigenetic memory’ of the donor tissue could be reset by differentiation and serial reprogramming, or by treatment of iPSCs with chromatin-modifying drugs. In contrast, the differentiation and methylation of nuclear-transfer-derived pluripotent stem cells were more similar to classical embryonic stem cells than were iPSCs. Our data indicate that nuclear transfer is more effective at establishing the ground state of pluripotency than factor-based reprogramming, which can leave an epigenetic memory of the tissue of origin that may influence efforts at directed differentiation for applications in disease modelling or treatment." E$ D/ Q+ \7 V# s$ ]! q

# s$ H5 W% U: U, b4 Rhttp://www.bioon.com/biology/cell/456272.shtml2 z; A" x8 `% l+ T$ @

# s! r0 n# x! J% y2楼原文 感谢flydayzhu提供

ningtinglu

学习，谢谢分享

marrowstem

回复 14# FYH / N2 y) ^8 ]9 Y# X/ w
1、iPS细胞的基态和激发态是它本身的特性吗？我个人的判断是——不是，而是外因的影响而激发基因表达的可能性更大，如缺氧、高酸环境而促使细胞的增值或分化；
" q# @. ], b; [; u: s2、你认为重编程完全的iPS细胞具有与ES细胞相同的全能性，那么iPS细胞与ES细胞到底在哪里有不同，不同的物质基础又是什么？
. a8 C3 q3 C. H% X1 f3、从成纤维细胞重编程而得到的不充分iPS细胞也可以归类到epiSＣ(外胚层干细胞）5 K" Q& ]- j8 F$ Z2 [5 [0 K8 N
中去吗？2 Q6 u$ g, |- g0 G
4、培养时，同种细胞的基态与激发态之间可以是双向转换的吗？需要有DNA上的修饰改变发生吗？

小木梅

先鼓个掌！（感兴趣，但是知识有限，期待更多的高见）

FYH

首先iPS的定义也是基于与ES类比而来，iPS细胞的特性几乎都是选取ES 细胞为参照。& E. B: A* c, m
１.高代数iPS细胞，只能说是跟ES特性越来越接近，不是越来越年轻（如果在基态培养条件下，有激发态转向基态，也可说是”年轻“），随着培养，基态ES 细胞会因培养条件(如果不是基态培养条件）而转向激发态（此态有一定程度的分化倾向）。7 o- N" {3 t/ S9 Z/ o* O0 E* i0 ~
２.甲基化不是记忆的全部，表观遗传涉及多方面。# S) R7 K3 W+ x; L( T' N/ q
３小鼠的基态iPS细胞具有小鼠ES细胞的全能性，而epiSＣ(外胚层干细胞）不具此全能性，重编程不充分的iPS细胞更接近与epiSC，有些研究没没做出生殖系小鼠，嵌合鼠形成能力低的原因，人的ＥＳ　细胞和多数iPS细胞都处在epiSＣ(外胚层干细胞）的相当能态（虽然人的ＥＳ　细胞和多数iPS细胞的最严紧鉴定标准只是畸胎瘤，），它们也存在基态。
$ r+ U/ S/ N3 j) ?, k6 n希望大家进一步讨论　

FYH

这两篇文章　你看看

marrowstem

“差异随着 iPS 细胞长期培养而逐渐减少,  iPS 细胞更接近 ES 细胞”。对于这句话，有两个问题想问？
) K( l6 C) K* C* P8 \5 z; C1、如果长期培养能逐渐减少,  iPS 细胞与 ES 细胞间的差异性，那么其它的各式各样的组织干细胞、处于发育中间状态的细胞（如成纤维细胞）或各种肿瘤细胞是不是也能越培养越年轻？( N% v6 u7 V* b  u, I) ~- \
2、细胞能越养越年轻嘛？8 d+ Z" G2 q$ G& n% R. y6 @) }
3、甲基化是细胞的记忆全部吗？/ F/ J' h- X' X4 S6 j6 n! o
另外不是去年中国有两篇paper同时已证明iPS细胞的全能性吗？难道他需要iPS细胞更年轻到哪里去？

jiandong2001

先收藏一个，有时间再看

开心果王

回复 5# FYH / \! k. g# t! ], C( {: x
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# E. M" \# f3 Q4 n. q
    “差异随着 iPS 细胞长期培养而逐渐减少,  iPS 细胞更接近 ES 细胞”。能否提供相关文献参考一下；是不是由于一些干细胞marker基因的表达的正反馈调节引起的呢！？比如说一些转录因子Oct4、SOX2等它们之间会相互调节的，所以随着细胞分裂，细胞越来越“stem”了。

ydj19830

回复 5# FYH ( x7 l& l% H* B( q) x% g

: N2 }' I3 A. U  `1 A
$ u9 a2 Z6 b0 C5 V" P   “差异随着 iPS 细胞长期培养而逐渐减少,  iPS 细胞更接近 ES 细胞’，我对这句话很感兴趣，很可能是细胞分裂导致原代细胞本身含有的某些标记被逐渐稀释的缘故？还请指教。