Cell子刊：成功编程造血干细胞（附原文）

坤明

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; ^2 y/ g1 K) T生物通报道：人体内的造血干细胞，每天都要生产数以百万计的血细胞。现在，西奈山伊坎医学院（Icahn School of Medicine）的研究人员，将四个基因转到小鼠的成纤维细胞中，成功将其编程成为造血干细胞。在这一发现的前提下，人们将有望为特定患者量身定做造血干细胞，并将其分化成为各种血细胞用于细胞治疗。文章发表在Cell旗下的Cell Stem Cell杂志上。
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0 ~* |1 H9 g6 T研究人员对一系列遗传学因子进行了筛选，确定了能有效诱导成纤维细胞转化的四个转录因子，Gata2、Gfi1b、cFos和Etv6。研究显示，这一转录因子组合足以将成纤维细胞转化为内皮样的前体细胞，并最终生成造血干细胞。这些前体细胞不仅具有内皮细胞的特征，还表达CD34、Sca1和Prominin1。
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: b5 d, O5 G' p; u/ w8 h“我们在培养皿中培养的细胞，与小鼠胚胎里的细胞，具有同样的基因表达特征，能够最终产生成熟的血细胞，”文章的第一作者，西奈山伊坎医学院的Carlos Filipe Pereira博士说。
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此前人们曾尝试用胚胎干细胞生成造血干细胞，但结果并不理想。而这项研究使用了成熟的小鼠成纤维细胞，通过选取正确的蛋白组合，成功得到了功能性的造血干细胞。研究人员指出，这一发现为治疗血液疾病，提供了一条新的途径。# Y0 X* ~) r$ V( l! D

8 {+ M$ i) f' g( X& a/ }在许多血液疾病的治疗中，造血干细胞移植都非常重要，例如白血病、再生障碍性贫血、淋巴瘤、多发性骨髓瘤和免疫缺陷病。然而，造血干细胞的来源一直很有限，就目前而言，造血干细胞的捐赠者，必须与血液疾病患者完全匹配。研究人员认为，通过编程在体外生产造血干细胞，可以大大缓解上述问题。. z# E' M; M# y: P. Z5 b
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“我们利用特定蛋白因子对成纤维细胞进行编程，在体外生成了造血干细胞，这一结果令人振奋。这一发现不仅有助于人们进一步理解这些细胞，也为未来的血液疾病治疗带来了启示。我们正在将这一技术应用于人类细胞，希望能同样获得成功。”文章的资深作者，西奈山伊坎医学院的副教授Kateri Moor说。0 p3 e3 `0 D! d4 L( R4 n
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（生物通编辑：叶予）& y% U( H6 h; Z4 w, \
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7楼原文 感谢lyb993 提供

坤明

Induction of a Hemogenic Program in Mouse Fibroblasts3 n; X7 E9 ~- W3 H6 p

  z; d* @" C" i, zDefinitive hematopoiesis emerges during embryogenesis via an endothelial-to-hematopoietic transition. We attempted to induce this process in mouse fibroblasts by screening a panel of factors for hemogenic activity. We identified a combination of four transcription factors, Gata2, Gfi1b, cFos, and Etv6, that efficiently induces endothelial-like precursor cells, with the subsequent appearance of hematopoietic cells. The precursor cells express a human CD34 reporter, Sca1, and Prominin1 within a global endothelial transcription program. Emergent hematopoietic cells possess nascent hematopoietic stem cell gene-expression profiles and cell-surface phenotypes. After transgene silencing and reaggregation culture, the specified cells generate hematopoietic colonies in vitro. Thus, we show that a simple combination of transcription factors is sufficient to induce a complex, dynamic, and multistep developmental program in vitro. These findings provide insights into the specification of definitive hemogenesis and a platform for future development of patient-specific stem and progenitor cells, as well as more-differentiated blood products.
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细胞海洋

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" @/ Z& O; o, B2 d" @) `　　据物理学家组织网6月14日（北京时间）报道，美国科学家将实验老鼠的4个遗传因子转化成了成纤维细胞，并由此制造出类似于人体造血干细胞的细胞，这些造血干细胞每天会在人体内制造出数百万个新鲜的血液细胞。这项研究有助于科学家们未来为血液病症患者量身打造造血干/祖细胞，用于细胞替代疗法中。相关研究发表在6月13日出版的《细胞·干细胞》杂志上。
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　　美国西奈山医院伊坎医学院的研究人员对18个诱导血液形成活动的遗传因子进行了筛查，找出了其中的4个转录因子 Gata2、Gfi1b、cFos、Etv6，并进行了正确的组合，培育出了血管前体细胞以及随后的成纤维细胞。这些前体细胞表达了一个人类的CD34分子（其会选择性地表达于人类及其他哺乳动物的造血干/祖细胞表面，并随细胞的成熟逐渐减弱至消失）、一个Sca1（干细胞抗原-1）以及一个Prominin1（一种造血干细胞和神经干细胞的表面标志物）。
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$ r% b. d3 e1 _6 N　　该论文的第一作者、伊坎医学院发育和再生生物学博士研究员卡洛斯·菲利普－佩雷拉表示：“我们在培养皿中培育出来的这些细胞与我们在老鼠的胚胎中发现的细胞在基因表达方面一模一样，最终，我们有望借此制造出成熟的血液细胞。”. U4 f0 E+ G6 Z& D

7 J- _* c8 }6 ?5 Z2 J& X　　伊坎医学院发育和再生生物学教授艾霍尔·雷米斯奇卡表示：“有很多研究人员一直在尝试用胚胎干细胞来培育造血干细胞，但我们另辟蹊径，使用成熟老鼠的成纤维细胞，再加上正确的蛋白质组合取得了成功。”" E7 v3 U- s$ t' a

7 \' C0 ~- ?$ [  @　　西奈山医院伊坎医学院院长丹尼斯·查尼表示：“这一发现或许仅仅是一个开始，将有助于我们为血液病患者找到治疗方法。”5 B( g* g; {' g; ^# F! r

* r, \6 j$ N" ]4 B　　佩雷拉说，在血液干细胞移植手术中，获得合适的捐赠一直是个大问题。捐赠者必须满足罹患白血病（血癌）、再生障碍性贫血、淋巴瘤、多发性骨髓瘤以及免疫系统缺陷等病症的病患的需要。佩雷拉表示：“培育出造血干细胞是一种非常好的替代方法。”
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- l& M- \# A% K: J3 {+ v" m: B$ J　　该研究的另一名作者、伊坎医学院发育和再生生物学副教授凯特瑞·摩尔表示：“我们能在一个培养皿中培育出如此多的成血细胞真是一件令人兴奋的事情。希望新方法应用于人体细胞可以取得同样的成功。”
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. G& s+ B: f3 x8 {' A1 [3 Z/ E　　总编辑圈点. K+ s! e6 t1 Z% m$ N

/ L: z# X. _& z. a  Z7 Y7 d　　造血干细胞可以救助很多患有血液病的人们，最常见的就是白血病。尽管多年来，捐献造血干细胞对捐献者身体并无很大伤害的报道屡见报端，但自愿捐献者的数量仍然增长缓慢，甚至出现捐献过程中临阵退缩的案例。再加上其配型成功率相对较低，且费用高昂，让很多患者苦苦挣扎在死亡线上。老鼠造血干细胞的培育成功，对患者来说，无异于久旱天空的一声惊雷，只希望在这过后是一场春雨，而不是冰雹。
' [" O* ~. D) L2 d( T刘霞
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) A! T3 W, J' ~2013年06月15日09:10    来源：科技日报  
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supercell

唉~我做了一年没有做出来的项目~

christophe

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6 ?- D% k9 P$ K+ S; Z9 r
& w' ~0 j7 u5 g$ {2 e你是不是选的重编程因子和他们的不一样？

刘森泉

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你做的是人的还是小鼠的啊？

lyb993

附上全文，转分化为progenitor或者成体干细胞最近很热，很好的解决了获得细胞的增殖问题。

Damon-Salvatore

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4 x( V* d3 M0 j这算是 体外直接转分化了？ 通过成纤维细胞——ipsc——造血干细胞这条途径  效果如何呢？

lyb993

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有很多做ips然后分化，但是ips有安全性较差（致瘤性等）和分化效率很低的问题!

lyb993

2010年的文章，http://www.nature.com/nature/journal/v468/n7323/full/nature09591.html
6 Q" |' q" `: ~. K' u& f8 |Direct conversion of human fibroblasts to multilineage blood progenitors. Nature 2010; 468:521-526 " L% j5 p" `5 `
As is the case for embryo-derived stem cells, application of reprogrammed human induced pluripotent stem cells is limited by our understanding of lineage specification. Here we demonstrate the ability to generate progenitors and mature cells of the haematopoietic fate directly from human dermal fibroblasts without establishing pluripotency. Ectopic expression of OCT4 (also called POU5F1)-activated haematopoietic transcription factors, together with specific cytokine treatment, allowed generation of cells expressing the pan-leukocyte marker CD45. These unique fibroblast-derived cells gave rise to granulocytic, monocytic, megakaryocytic and erythroid lineages, and demonstrated in vivo engraftment capacity. We note that adult haematopoietic programs are activated, consistent with bypassing the pluripotent state to generate blood fate: this is distinct from haematopoiesis involving pluripotent stem cells, where embryonic programs are activated. These findings demonstrate restoration of multipotency from human fibroblasts, and suggest an alternative approach to cellular reprogramming for autologous cell-replacement therapies that avoids complications associated with the use of human pluripotent stem cells.