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多能干细胞(Pluripotent stem cell,Ps)是当前干细胞研究的热点和焦点。它可以分化成体内所有的细胞,进而形成身体的所有组织和器官。可以说多能干细胞研究和应用将会成为21世纪最伟大的医学生物学成就之一。然而,iPS从研究理论走向临床应用还有很艰难的路要走。现阶段,iPS临床应用所遭遇的瓶颈是:1.诱导转化成iPS的效率过低。2. C-MYC 和KLF4两基因具有致癌性。iPS所面临的这两个问题是制约iPS临床应用的最大问题。6 T9 A8 _0 d& s+ i; o
, Z O& D7 ?/ n9 j9 r! Q+ E( u山中伸弥研究组之前曾培育出36种不同细胞来源的iPS细胞,接下来分别将这些重新编程的多能干细胞细胞诱导成神经细胞secondary neurospheres (SNS),将这些神经细胞植入小鼠的大脑观察小鼠的致癌性。3 g) E8 l& O! S/ J" E) q& R4 J3 O" h
- `" T! E$ H9 n+ k0 ?4 L1 U& k研究人员发现不同来源的iPS在致癌性上有很大的差异。致癌性最低的是:胚胎干细胞和胚胎成纤维细胞来源的iPS细胞,仅有8%出现致癌性。而来自小鼠尾巴皮肤细胞的iPS细胞致癌性最高,达到83%。而如果iPS细胞来自成年小鼠的胃细胞,其体内没有出现肿瘤。
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8 ?. V) s( d8 S3 f! ?为了解决这个问题,在最新的这项研究中,研究人员发现在培育iPS细胞的时候,使用基因“L-Myc”代替基因“c-Myc”,可大幅降低iPS细胞癌变的风险,从而有效生成安全的iPS细胞。
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$ l# ?7 R( m+ r! f研究人员发现基因“L-Myc”的结构与“c-Myc”非常相近。为了比较两种基因的功能,研究人员分别把这两种基因搭配其他3种基因一起植入实验鼠体细胞中,培育出iPS细胞。然后再令iPS细胞分化成生殖细胞,并培育出实验鼠。约两年后,用含“c-Myc”基因的iPS细胞培育的实验鼠有70%以上出现了肿瘤,而利用“L-Myc”基因的则几乎未发现肿瘤。
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而且新方法培育iPS细胞的效率也比较高。与使用原先的培育方法相比,使用新方法可使实验鼠体细胞转化为iPS细胞的比例提高到4倍左右,人类体细胞转化为iPS细胞的比例提高到3倍左右。与只植入其他3种基因相比,使用新方法iPS细胞分化成实验鼠生殖细胞的比例约是前者的5倍。 8 q0 I. V5 ]. d1 m( @* e
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