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2009年已经渐行渐远,iPS的炙热程度却远未弥散,Science杂志年终预测iPS在2010年依旧炙手可热,并有可能迎来一个新的研究浪潮。
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: w$ g2 a m/ r: Y0 e5 n2008年,iPS就曾荣登Science杂志十大突破之首,2007年和2008年正是iPS迅速走红,成为最大热门领域的年度。2年过去了,iPS仍旧炙手可热,并将迎来新的境界。 ; [' E3 U2 o( `! s/ b8 c
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研究人员采用这些方法可以从个体患者身上造出新的细胞、来检查这些细胞是否有生理和遗传异常,或用它们来试验可能的治疗方法。科学家已经从I型糖尿病、帕金森病和另外至少十几种疾病的患者身上造出了iPS细胞。随着越来越多的研究人员加入这个领域、并且取得新见解(如果他们运气好的话),2010年还会有更多种疾病的iPS细胞制造出来。
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在过去的2009年里,iPS可谓取得了长足的进步,各类进展层出不穷。生物通编辑将2009年比较重要的iPS进展汇集一起,以飨读者。
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& C7 {! Q4 L7 ^( A% Y全能性的证实
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3 t0 S7 i" x- \! U% K2009年7月23日两个权威期刊《Nature》和《Cell Stem Cell》发表我国科学家在干细胞iPS方面的重要科研成果,首次证实了iPS细胞的全能性。虽然不是同一课题组却在研究性文章中得出相似的成果。 0 Y4 y- O3 @: H6 y) G' }4 q
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周琪、曾凡一《Nature》证实iPS全能性 9 g1 `- [$ W/ R! P; ?
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研究小组自主构建了37株iPS细胞系;然后把其中6株的iPS细胞分别注入1500多枚四倍体囊胚,进而植入一群代孕白鼠的子宫。
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多种分子生物学技术鉴定,这27只黑鼠确实由iPS细胞发育而来。它们由此成为世界上第一批完全由iPS细胞孕育而成的活体小鼠,有力地证明了iPS细胞具有真正的“全能性”。
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2 s! B6 I8 h; ?+ O9 V4 p4 o# O27只黑鼠先后与普通白鼠成功配种,陆续生下数百只第二和第三代小鼠。“鼠爸爸”升格为“鼠爷爷”,过起了“儿孙绕膝”的幸福生活,“续写”着中国科学家在干细胞这一国际热点研究领域的重大创新。
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# h4 E) i' t3 h; q8 G+ u% z高绍荣组《Cell Stem Cell》证实iPS全能性 % e- L# G% R+ X
/ n a6 p* s7 O# l高绍荣和他的同事使用了现有方法重编程了小鼠细胞,从而分离出了5个新的iPSC系。然后他们发现,利用其中一个细胞系,他们能够培育出存活到出生的四倍体互补胚胎,而且一个胚胎还存活到了成年。 ( C8 G3 b0 [: O9 n; Z+ B
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技术层面百家争鸣
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: C$ A: s( w+ H6 V7 Q2 IiPS技术层面的更新十分迅猛,经典的iPS技术由4个转录因子诱导而成,而新出现的技术早就打破了4个转录因子诱导iPS的局面。
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( v( X3 v2 O" V单因子诱导 ( O$ N* |' o! F; G! U6 H- m3 Z
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来自Max Planck研究所分子生物医学系的科学家,韩国Yonsei University的科学家在Nature在线版上发表iPS的研究新进展Direct reprogramming of human neural stem cells by OCT4,实现了一步法诱导iPS的创举。
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Hans Robert Schöler教授在先前的研究中,就曾用单个转录因子Oct4成功诱导小鼠的神经干细胞为iPS细胞。Hans Robert Schöler研究小组希望这一技术也能成功应用在人类iPS细胞的诱导中。于是,研究人员用这一技术用于人类胎儿神经干细胞,结果发现单因子诱导的神经干细胞完全转变为iPS细胞,它们无论是在基因表达谱,表观遗传学特征或是全能性上都完全符合iPS的标准。
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Hans Robert Schöler教授希望,这一成果能帮助科学家解开细胞程序重排的机制,并且为更快速制备病人特异性iPS细胞打下好良好的技术基础。 ' K, V( }( Q2 @: P8 c1 P
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9 i. o# S. f0 ?# }# [* O9 j非病毒载体诱导
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$ X( p" P0 |9 AiPS技术亟需二次革命,干细胞研究领域的前沿杂志《Cell Stem Cell》传来好消息,来自斯克里普斯研究所(Scripps Research Institute)的丁盛(Sheng Ding,生物通译)用重组的蛋白就能诱导出多能干细胞,这一举措无疑是干细胞领域的伟大突破。他们所面临的最大挑战是如何使得4个蛋白穿透细胞膜进入细胞内。 ) M* d+ d) B0 E# n; p( \& `* E3 k
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丁盛等人已经完成了体外和小鼠体内的实验,经过4个蛋白诱导的细胞具有完全的多能性。将这些iPS细胞注入小鼠胚胎中能形成嵌合小鼠,经过检查,小鼠的体内有两种不同遗传背景的细胞系,这证实诱导胚胎细胞具有多能性。
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丁盛表示,目前这一技术的效率没有病毒载体诱导的效率高,他们将继续在人体细胞中验证这一技术。 |
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