各种诱导iPS方法

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Cell Stem Cell：利用重组蛋白诱导iPS细胞成功* D: H( I7 X+ t* B1 r

4 v  m9 x& P6 G1 w  C( aCloning and Stem Cells：通过控制培养条件可激发体细胞的干细胞特性
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7 K9 z6 _: N; P% D% RScience：不含外来DNA的人类iPS细胞, F+ ]0 y/ R9 u
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Nature：不使用病毒 载体 生成人iPS细胞系的方法
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Cell Stem Cell：化学小分子可替代基因诱导iPS细胞
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Cell：利用单基因调控诱导iPS
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6 W9 E) a/ A4 p; g$ Z, w* U9 j3 f: M补充内容 (2011-5-4 12:37):
. v+ b7 d0 R' {7 P. A) q7 JJBC：miRNA簇在提高诱导干细胞（IPS）诱导效率中的重要作用
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补充内容 (2011-5-4 12:45):: h- r7 z! f8 _
Cell Stem Cell：microRNA诱导iPS的形成

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/ X; o, J0 K; b* r! rCell Stem Cell：利用重组蛋白诱导iPS细胞成功
) Y. z; s) L2 {美国Scripps研究所，ProteomTech 公司，和德国马克斯普朗克分子生物医学研究所等机构的科研人员成功地利用重组蛋白诱导体细胞生成多能干细胞。较之传统的依赖于病毒载体的诱变方法，这一划时代的新方法无需使用任何形式的外源性遗传物质，从而消除了传统方法中不可避免的对靶细胞自身基因组的影响，而且更加简便快捷。这项成果已经在最近一期的"细胞·干细胞"期刊发表，并立即引起了包括华尔街日报,NBC和福布斯等在内的各大媒体的广泛关注。7 Y" @6 w1 d( ]  I1 i% Y5 l

8 I+ `! H9 N, t, F/ z  g7 z5 Q( `; L8 J人类医学发展到今天, 对某些疑难疾病还是不能彻底根治, 如遗传疾病，器官坏死，和糖尿病等。这些疾病仅靠药物治疗只能减缓症状，而器官移植又受捐赠器官有限和免疫排斥等因素的限制而不能推广。干细胞是唯一有可能攻克这些疾病的治疗手段。但长期以来，获取多能干细胞(pluripotent stem cell)的主要来源为人的胚胎。这引起道德和宗教的争议，进而在美国等国家受到法律限制。另外，用异己的胚胎干细胞发展的治疗手段将来还是会遇到免疫排斥的问题。
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2006年，日本科学家Shinya Yamanaka领导的实验室第一次证明，通过以反转录病毒为载体转基因表达四个转录因子，可以将小鼠或人的体细胞转变为与胚胎干细胞拥有相似分化和繁殖能力的细胞，命名为诱导性干细胞（iPS）。这一成果具有划时代的意义：1）干细胞的产生可以不再需要破坏胚胎，避免了道德，宗教和法律上的限制；2）不同疾病的诱导性干细胞可衍生出不同类型的疾病模型，为基础研究和药物筛选提供了强大的武器；3）理论上，各种疑难疾病可以通过病人自己的体细胞转变为干细胞，再分化为各种类型的细胞，组织，甚至器官，经过或不经过体外加工后，放回病人体内，治愈疾病。% H* l, \8 {; o$ Y  j

* s9 {$ O  s* f8 M在本论文中，研究人员成功地用四个转录因子的蛋白完成了由体细胞到诱导性干细胞的转变过程。自始至终，细胞的遗传信息没有受到任何影响。蛋白诱导性干细胞的重大意义包括：1）安全性：转化过程没有使用病毒，没有使用基因，没有任何改变细胞遗传信息的风险；2）普及性：蛋白诱导方法远比基因诱导方法简单易行。这样一来，iPS技术不再被几个资深实验室所垄断。大部分实验室都可以重复蛋白方法而获得iPS。也就是说，蛋白诱导方法大大降低了iPS领域的"门坎"。3）可行性：由于该方法的简单易行，重复性强，它可以被扩大化，产业化，进而被商业化。蛋白诱导干细胞方法将大大降低利用干细胞对病人"量身定做"的治疗手段的成本，使得这一商业模式成为可能。
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如果说，Shinya Yamanaka博士的成果第一次使人类看到了一个梦想，那么这篇论文的发表标志着我们从梦想向现实跨出了关键的一大步。
5 Y4 l7 W6 H, {  r* R1 H& {$ W. WCell Stem Cell, 23 April 2009 doi:10.1016/j.stem.2009.04.005& @6 a6 v* \; w) j# n% B8 k5 Z( u0 \4 a
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Generation of Induced Pluripotent Stem Cells Using Recombinant Proteins
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Hongyan Zhou1,Shili Wu4,7,Jin Young Joo5,7,Saiyong Zhu1,Dong Wook Han5,Tongxiang Lin1,Sunia Trauger2,3,Geoffery Bien4,Susan Yao4,Yong Zhu4,Gary Siuzdak2,3,Hans R. Sch?ler5,Lingxun Duan6andSheng Ding1,,

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5 C9 ]5 V3 j) e9 m/ G( g+ s4 p* B7 O6 \& `2 Y, L$ N
Cloning and Stem Cells：通过控制培养条件可激发体细胞的干细胞特性
; q/ {1 d2 `! n( l4 G) `3 L' {美国研究人员发现了一种打开人体成纤维细胞（皮肤细胞）中的干细胞基因的新方法，从而避免了插入额外基因或利用病毒所带来的健康风险。这一成果开辟了细胞重组的新途径，未来通过诱使患者自身细胞修复和再生受损组织，该方法将可用于治疗一系列人类疾病和创伤。
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1 n* Y  Z% G& z4 x; F在7月21日的《克隆与干细胞》期刊的网络版上，美国伍斯特理工学院和CellThera公司的研究人员描述了此项研究成果。研究人员表示，只需通过操纵培养条件，他们就可获得成纤维细胞的变化，这将有利于开发出病人特异性细胞疗法。* ^" y' l6 G5 e4 g; r( m
' X$ ]% W- t6 @0 }8 B
新兴的再生医学领域初期的研究重点是多能胚胎干细胞。在多能态，已知某些基因呈活跃状态，有助于控制干细胞。包括OCT4、SOX2和NANOG在内的这些基因在干细胞中很活跃，但干细胞一旦开始分化并沿此途径发展成为某种特定细胞类型和组织时，这些基因就变成休眠状态，故而这些基因被认定为多能的标志物。
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) y, U" h: G0 S- N- Q# l虽然胚胎干细胞研究尚在不断产生更多重要的知识，但被称为诱导多能干细胞（iPS）的重组细胞可用于再生组织，同时可避免使用胚胎干细胞带来的一些问题，如伦理问题、胚胎干细胞有可能被患者免疫系统排斥的问题或是生长失控导致癌症的问题等。
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2 y# v" m. s7 ^; c2007年，日本京都大学山中伸弥团队率先研制出iPS细胞，在人体皮肤细胞中插入了包括OCT4和SOX2在内的4个额外的干细胞基因。这些基因开始表达出能将皮肤细胞变回更加多能状态的蛋白质。这项技术已在实验室中被重复验证，而且已可实现用更少的添加基因来进行重组，这曾是一个重大的科学突破。但其在人类疾病治疗方面的潜力是有限的，因为将新基因插入到成体细胞，或通过病毒来携带这些遗传载荷都可能引发一系列的问题。
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4 m3 N0 \: t% i伍斯特理工学院此次的最新研究，则是通过降低细胞暴露的大气氧含量，及将称为成纤维细胞生长因子（FGF2）的蛋白添加到培养基中，来打开现有的、尚处于休眠状态的干细胞基因OCT4、SOX2和NANOG。FGF2是一种天然蛋白，对维持胚胎干细胞的多能性至关重要。8 D1 s# G1 O; _$ j

5 A. ^8 M+ \& j1 U" m7 G4 L( h: x3 p此外，该小组发现，一旦干细胞基因被激活并开始表达蛋白，这些蛋白可迁移到皮肤细胞的细胞核中，准确得就像是发生在诱导多能干细胞中。伍斯特理工学院生物学和生物技术副教授雷蒙德·佩吉认为，这是一个令人兴奋的发现，将这些蛋白定位在细胞核中是重组这些细胞的第一步。% y1 B) m( w- L. @* @# n5 o

' R$ `+ h! ~; S' `( ]! [# U6 z更令研究人员惊异的是，干细胞基因OCT4、SOX2和NANOG并不像推定的那样在未经处理的皮肤细胞中是完全休眠的。事实上，这些基因会发送信息，只不过这些信息并没有被转录成可形成细胞多能性的蛋白。研究人员称，这个事实不仅迫使他们重新思考什么才是多能性的真正标志，而且也表明在调控干细胞基因表达的这些细胞中存在着一种天然机制，这为研究人员打开了一条研究细胞重组的全新思路。
) B' f0 D$ q* pCloning and Stem Cells doi:10.1089/clo.2009.0015.
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7 g5 O2 T7 B1 G+ {6 C) `! T) \Induction of Stem Cell Gene Expression in Adult Human Fibroblasts without Transgenes
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. k4 Y! H, X: P# QRaymond L. Page,1,2,3,4 Sakthikumar Ambady,1,2 William F. Holmes,2 Lucy Vilner,1 Denis Kole,2 Olga Kashpur,2 Victoria Huntress,2 Ina Vojtic,1 Holly Whitton,2 and Tanja Dominko1,2,4

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2 j, ?9 B# M2 v6 ]* ]& G) kScience：不含外来DNA的人类iPS细胞$ ?& r& f+ b$ Y5 [- Z5 \* p1 @
据3月27日的《科学》杂志报道说，研究人员已经研发出了一种创制诱导人类多能干细胞（或称iPS细胞）的方法，在这些细胞中不含外来且可能有害的DNA。 这些发现对在基础生物学研究中所使用的细胞来说是重要的，而且也是人们向生产iPS细胞这一目标迈出的关键性的一步。2 I6 B- h  I: M6 j4 }# q
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这些iPS细胞可用于医疗但却没有添加到细胞中用来重新设定细胞程序的那些物质所带来的危险。这些添加的物质可能会干扰细胞的正常发育。 在研究人员首次对胎儿和成人细胞进行重新编程并使其成为iPS细胞的时候，他们是用基因工程病毒将数个关键性的基因插入到细胞核内，并通过它们来开启重新编程的过程。年轻华裔科学家俞君英为此项研究的并列通讯作者。
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$ @& Z1 \! ]) w# v/ O8 x1 f3 |& C俞君英及其同僚现在介绍了另外一种方法。 他们将基因添加到被称作质粒的DNA环中，而这些质粒通常存在于细胞的染色体之外。 接着，研究人员用一种叫做核转染的方法将这些质粒介入到人包皮细胞中。 在质粒中的基因所表达的蛋白质会将细胞重新编程并使其成为iPS细胞。 这些iPS细胞在接着的几轮细胞分裂中会开始失去这些质粒，这样研究人员就可以分离出不含质粒的细胞。 在文章中，作者们提到，其它的研究团队最近也报告了具有同样目标的实验方法，但是这些作者说，他们的方法才是目前唯一的显示能够产生完全不含载体和转基因序列的人类iPS细胞的方法。- E  s% t+ f0 t- k$ }2 s& o
Science March 26, 2009 DOI: 10.1126/science.1172482: {* _2 @# y9 {  u# F0 W: w

! e; |; x' [& }Human Induced Pluripotent Stem Cells Free of Vector and Transgene Sequences/ U. k! N4 |; ^$ h
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Junying Yu 1*, Kejin Hu 2, Kim Smuga-Otto 1, Shulan Tian 3, Ron Stewart 3, Igor I. Slukvin 4, James A. Thomson 5*

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Nature：不使用病毒 载体 生成人iPS细胞系的方法
; B" x2 t6 L0 L# P9 g7 i( T+ i9 @关于非生殖性成年细胞能够被重新编程而成为多能细胞、从而能够分化成任何细胞类型的发现，让人们看到了一些激动人心的可能性。重新编程的细胞（被称为“诱导多能干细胞”，即iPS细胞）在再生医学中应当有巨大潜力，但目前用来生成它们的方法大多数都涉及到病毒基因的使用，这有可能使所诱导的细胞发生异常。
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两个小组在本期Nature上报告了一项合作研究工作，这项工作成功地在没有使用病毒载体的情况下使人体细胞产生了多能性。研究人员利用来自病毒的2A肽序列生成一种结合重新编程因子的“多顺反子载体”（multicistronic vector），该载体被piggyBac转位子载体送入细胞中，从而在人及小鼠成纤维细胞中都生成了稳定的iPS细胞。然后，与2A结合在一起的重新编程因子（在已经生成的iPS细胞系中是不需要的）被除去。' R( K' l2 N1 g8 f
Nature 458, 766-770 (9 April 2009) | doi:10.1038/nature07863" j% ]9 P2 `; R1 X
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piggyBac transposition reprograms fibroblasts to induced pluripotent stem cells% x0 z! |/ ]; S" Q6 u6 l
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Knut Woltjen1, Iacovos P. Michael1,2, Paria Mohseni1,2, Ridham Desai1,2, Maria Mileikovsky1, Riikka H?m?l?inen1, Rebecca Cowling1, Wei Wang3, Pentao Liu3, Marina Gertsenstein1, Keisuke Kaji4, Hoon-Ki Sung1 & Andras Nagy1,2

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9 m, ]& _! ~! I  C! JCell Stem Cell：化学小分子可替代基因诱导iPS细胞* ?0 ^, t# r8 a! X- V# @# d; [
近日，哈佛大学干细胞研究所(HSCI)的科学家研究诱导的多能干细胞取得进步。该研究报告发表在10月8日Cell Stem Cell杂志网络版上。
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目前的iPS细胞研究中，将成人的皮肤细胞重编程转化为胚胎干细胞状态一般需要四个基因参与。该课题组利用一种小分子化学物质RepSox代替了其中的Sox2和  cMyc基因的功能，并且RepSox是在该实验的不同时间以不同的形式发挥功能。由于cMyc是肿瘤促进因子(tumor promoter)，利用  cMyc产生的iPS细胞不能用于人类疾病治疗，因此十分有必要寻找一种不使用cMyc基因的产生iPS细胞新方法。
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找到一种安全生产iPS细胞的方法与研究胚胎干细胞具有同等重要的生物学意义。因为以患者自身细胞重编程产生的细胞在移植后理论上可以不需要使用免疫抑制药物。同样的，患者特异性的iPS细胞还能用于治疗心脏损伤或其他个性化的治疗中。& {/ o1 V0 Y- d! j% m; \3 Y+ o
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第一作者Justin K. Ichida介绍说，这项发现证实了利用某些化学药物针对某些需要做移植手术的患者产生更安全的干细胞的可行性。# n8 V7 _4 k$ Y9 U6 P" R
Cell Stem Cell, 08 October 2009 doi:10.1016/j.stem.2009.09.012# y8 x' k7 T# K1 p
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A Small-Molecule Inhibitor of Tgf-β Signaling Replaces Sox2 in Reprogramming by Inducing Nanog5 O7 C9 c& ~$ l  Z; w
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Justin K. Ichida1, 3, 6, Joel Blanchard1, 6, Kelvin Lam1, 6, Esther Y. Son1, 2, 3, 5, 6, Julia E. Chung1, 2, 3, Dieter Egli1, 3, Kyle M. Loh1, Ava C. Carter1, 3, Francesco P. Di Giorgio1, 3, Kathryn Koszka1, 3, Danwei Huangfu1, Hidenori Akutsu4, David R. Liu5, Lee L. Rubin1, ,   and Kevin Eggan1, 2, 3, ,

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Cell：利用单基因调控诱导iPS! i3 \& F/ v  U8 y! q( K( M
来自马克斯·普郎克分子生物医药研究所（Max Planck Institute for Molecular Biomedicine），德国波昂大学等处的研究人员发布了一项细胞重新编程技术方面的里程碑式的研究成果：他们成功的只利用一种转录因子就能完成重新编程。这一研究成果公布杂2月6日的Cell杂志上。
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' |; Z8 s+ O# A3 q* C/ Q领导这一研究的是著名的干细胞专家Hans R. Schöler，其去年在Nature发表的文章中提出了一种将体细胞重新编程的更安全方法——将之前需要的4种因子减少为2个内生因子（Oct4 加上Klf4或c-Myc），之所以有可能这样，是因为这些神经细胞比胚胎干细胞表达更高水平的内生Sox2和c-Myc，这说明具有适当匹配的转录因子的体细胞是生成iPS细胞的一个潜在有用的起始点。7 o$ m# K7 X% E/ @" ]$ p, G# [

9 `& W" S, N; P  W) y' F4 h( m2 o; L现在Schöler等人又将需要的转录因子数目减少为一个：Oct4，其研究小组将Oct4以逆转录病毒为载体插入到小鼠神经干细胞，获得了iPS细胞，这些细胞能在体外转变成神经干细胞，或者变成心肌细胞和生殖细胞。而且当研究人员将这些细胞与小鼠胚胎混和的时候，重新编程的细胞能促进生殖腺发育，并传递到下一代。虽然重新编程的成功率比Schöler用两种因子的时候要低10倍，但是这种只有一种因子的方法与用四种因子进行皮肤细胞，成纤维细胞重新编程的效果是一样的。- U! {; k0 g( ]
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来自麻省总医药的Konrad Hochedlinger教授评价这一成就“令人惊讶”，美国斯克利普斯研究院的干细胞研究人员Sheng ding则认为，这项研究表明可以利用组织特异性细胞——这些细胞能天然表达一些山中伸弥最初重新编程“工具盒”中的标记，这样能比成纤维细胞更加容易重新编程，“对于这些组织特异性祖细胞的研究十分重要”，“这将帮助我们利用最少数目的基因进行重新编程。”
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Schöler表示，这一研究成果“让我们思考是否Oct4在其它细胞中也能诱导出多能性”，目前他们正在进行成纤维细胞这方面的研究，“去年，哈佛大学的Douglas Melton研究组发现利用一种双因子方法：Oct4和Sox2，配合一种小分子抑制剂能有效的重新编程人类成纤维细胞”，Schöler认为只用Oct4也能达到相同的目的。/ Z( C  m# S* _! C: I. A/ b
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Schöler的这一单因子研究去除了两个著名的致癌因子：c-Myc和Klf4，但是仍然需要可能永久修改细胞DNA的病毒：逆转录病毒作为载体，因此还是无法应用到临床，不过更少的因子也就意味着需要更少的遗传操作，并且如果Oct4能同非逆转录病毒的方面诱导，那么也许就可以完成无病毒重新编程了。
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“如果能发现一种方法无需任何因子，那么这有可能就是最后一步了”，Schöler说，“这一天肯定会到来，现在只是时间问题。”, w6 _0 _4 H- ?) U+ Q
Cell, Volume 136, Issue 3, 411-419, 6 February 2009! ]  n0 J+ Z+ H2 d0 i
( r# B. v3 d/ U5 L
Oct4-Induced Pluripotency in Adult Neural Stem Cells, n7 c' H, n+ {
( A1 \. t3 e/ n8 o# N, ?" ^
Jeong Beom Kim1,Vittorio Sebastiano1,Guangming Wu1,Marcos J. Araúzo-Bravo1,Philipp Sasse2,Luca Gentile1,Kinarm Ko1,David Ruau3,Mathias Ehrich4,Dirk van den Boom4,Johann Meyer5,Karin Hübner1,Christof Bernemann1,Claudia Ortmeier1,Martin Zenke3,Bernd K. Fleischmann2,Holm Zaehres1andHans R. Sch?ler1,,

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" {' R' d+ u, h& ~$ H
" |# v+ c" h5 ^* y! _& a回复 hualin840518 的帖子3 y0 R7 ]% J7 M  b% X& H! O
6 h- Y, G7 g4 Z( W5 n# M
6篇原文全部搞定) g* p% I4 _. S/ i4 [  @
希望对大家有用!
. Q, h5 R9 l* z" l% q2 h! z* W6 s8 d! Y6 R4 Z4 H+ U& i
补充内容 (2011-5-5 21:44):
: `* W9 D) P* k) B+ j见第13楼，16楼
- r( u- D7 i' S) u8 ~5 J$ k( k补充内容 (2011-5-4 12:37):
( H( f. a2 ~, Y/ [; mJBC：miRNA簇在提高诱导干细胞（IPS）诱导效率中的重要作用
7 i5 p1 J' B! N4 q* D: X
: Z+ r; f9 v0 }0 x: i6 @补充内容 (2011-5-4 12:45):
& _' A3 {0 r  F+ d2 ^Cell Stem Cell：microRNA诱导iPS的形成  c/ _7 V: m; f& E% |: K& J
这两个研究的PDF全文！

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9 ]9 s( B5 q( {& c9 |! I: ^1 t
; M, s  X# N" K8 a  U  c6 i希望大家对这个帖子继续补充完善!