多能干细胞培养环境和多能性的研究进展

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1、多能干细胞培养环境和多能性的研究进展(协和干细胞基因工程有限公司天津300384)摘要：多能干细胞具有自我更新和分化为体内各类型细胞的能力，在临床治疗中有着巨大的应用潜能和优势，了解和关注其培养环境和多能性，具有重要的现实意义。木文主要对多能干细胞研究进展进行综述，以期增进人们对培养环境与多能干细胞状态之间关系的了解。关键词：胚胎干细胞；多能性；环境；转换［中图分类号］Q343［文献标识码］A文章编号：干细胞是一群具有自我更新和多向分化能力的细胞群体，多能干细胞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，不同物种多功能干细胞存在较大差别，

2、将相关研究成果转化并应用到实践中成为多能干细胞今后研究呢的主要方向，现对其研究进展情况综述如下。1•核转移技术和诱导多能干细胞(inducedpluripotentstemcells,iPScells)细胞分化个体发育角度来看，每个卵裂球均可支持胚胎的发育，可以将其视为全多能性的状态，多能性是通过体外分离培养使胚胎维持增殖并得到分化的状态,只是受当前技术条件的限制，对细胞多能性的状态还需进行必要的功能验证，多能干细胞的培养方式有很多，可概括为胚胎来源和体细胞来源两类，胚胎干细胞(embryonicstemcells,ESCs)多从囊胚中建立，将供者的体细胞做为核供体植入去核卵母细胞

3、中构建重构胚，发育至胚囊时，分离胚囊内细胞团建立ESCSo1.2重编程随着对ESCs多能性认识的进一步加深，多能干细胞的获取方法也越来越多，借助核移植技术可获得重构胚，并能够在此基础上建立核移植来源的胚胎干细胞系，这是早期转基因硏究常用的一种方法，由此获得的细胞系基因型可与供体系统保持一致，因此也被成为治疗性克隆技术，西方国家在上个世纪30年代便开始应用该技术，国内从60年代也开始关注细胞核移植的研究。胚胎发育机理是重编程的基础，通过建立iSCNT的人胚胎干细胞系，解决了治疗性克隆的细胞来源问题，尤其是异种克隆研究，为拯救濒危动物提供了新的技术手段，异种建系因涉及到伦理道德问题，一

4、开始便得到了广泛的关注。相关实验证明，通过核移植获取的胚胎干细胞与正常胚胎来源的胚胎干细胞可表现为同样的多能性状态，多能干细胞维持机制的多通道也获得了证实，对以往单通道的认识加以否定，借助转基因技术可对一些关键因子的功能进行较为全面的解读，如小鼠的诱导多能干细胞，但是人的卵母细胞来源问题仍困扰体细胞重编程⑴。2.多能干细胞的转换和应用2.1多能性状态转换细胞的命运由环境决定，其在体外的存在势必需要相应的环境支持，只有借助特定的微环境才能维持自身生长所需的能量及存在的均一性，基于这一培养体系来使细胞维持一个多能性状态，探究其某方面改变所产生的积累和剂量效应，从而引发了人多能性状态转换

5、问题的讨论。韦珏⑵在多能干细胞实验研究中证实，与正常猪胚胎成纤维细胞相比，供体细胞的核移植囊胚发育率较低，猪iPS细胞核移植胚胎体外发育率比较结果显示，在pips_h中，pips_l和pips_2裂解平均为(51.4±8.3)%^(60.5±7.2)%,在pips_m中，pips_3和pips_4裂解平均为(78.4±5.4)%、(58.2±5.7)%,经生物安全性检测，细菌、支原体、衣原体和病毒均为阴性，建立具有生物安全性的临床孤雌干细胞系，免疫原性较低。通过人ES细胞的多能性转换的实验研究，让我们认识到多能性状态培养体系可

6、以建立并获得提高，这从猪iPS细胞的诱导和应用中已经得到体现和证实，与正常猪胚胎成纤维细胞相比，供体细胞的核移植囊胚发育率较低。2.2不同多能干细胞研究进展早在1981年，小鼠胚胎干细胞便从体外培养的囊胚建立，人们开始关注胚胎干细胞的研究，之后多能性状态得到进行证明，除了基本的自我更新和分化外，还能够进行生殖系的传递，维持这一能力则必须使小鼠ESCs始终处在多能性状态，其内在受制于各基因之间的相互作用，外在即表现为细胞的形态，内外环境的改变均会使基因的表达发生变化，但是在未打破平衡关系的前提下，干细胞本身并不会受到实质性的影响，一旦这种平衡被打破，多能性状态也会随之发生变化。对于猪

7、胚胎干细胞的研究已经20多年的历史，但是至今仍未出现一株被广泛认可的猪胚胎干细胞系，难以建立的原因也在探索之中，基于小鼠iPS细胞建立的成功经验，相关实验研究开始尝试通过外源基因导入手段来建立猪多能干细胞系，获得的结果是：核移槓胚胎发育率与正常体细胞并不一致，克隆胚胎体内发育率表现得更低，胎儿正常出生极为少见［3］。由于人卵母细胞稀缺等问题短期内不可改变，人多能干细胞研究尚处于探索阶段，虽然模式动物多能干细胞系的建立为相关研究奠定了良好的基础，但是诱导多能性仍面临诸多