诱导性多能干细胞若干关键问题的研究进展

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1、重庆医学2010年9月第39卷第18期2521·综述·诱导性多能干细胞若干关键问题的研究进展李家速，赵宜香。综述，姚忠祥弘审校(1．第三军医大学学员旅四队，重庆400038；2．第三军医大学组织胚胎学教研室，重庆400038；3．中国药科大学中药学院09453班，江苏南京2】1198)关键词：诱导性多能干细胞；诱导；安全性；效率doi：10．3969／j．issn．1671—8348．2010．18．064中图分类号：R392．4；R457．7文献标识码：A文章编号：1671—8348(2010)18—2521—032006年，Takahashi和Yama

2、naka[1研究小组利用逆转录胞的多潜能性]。但是由于所需外源因子个数不确定和重编病毒将Oct3／4、Sox2、c—myc和Klf4四个转录因子(fourtran～程目标细胞的异质性等原因，重编程潜在的分子机制还是不完scriptionfactors，4TFs)导入小鼠已分化的成纤维母细胞，再应全明了。用小鼠胚胎干细胞(embryonicstemcell，ESc)培养条件将其去2低毒性或无毒性载体的使用分化，重编程为诱导性多能干细胞(inducedpluripotentstem最早得到的iPS是经由原癌基因c—myc或其蛋白产物生cell，iPS)。iPS

3、在形态结构、表面标志物、增殖分化和畸胎瘤形成的，Klf4也牵涉致癌作用，而且是通过逆转录病毒、腺病毒成等方面与ESc极为相似，因此，其在移植免疫排斥、干细胞及慢病毒来介导的，易导致外来因子异位表达整合人宿主细胞治疗、组织器官再生以及法律伦理学等方面极具优势。自此以的基因组，存在变异、自身基因表达调节失调、移植后肿瘤形成后，iPS便成为多领域的研究热点，在诱导的因子、载体安全等风险，从而阻碍其未来的临床应用。最近的研究利用DNA性、效率等方面都取得了举世瞩目的成果。本文将对iPS诱导转座子、质粒及游离载体等，诱导成功后剔除外源性插入物，在重编程的最新研究进展

4、进行综述。iPS安全性方面取得了突破性进展。1诱导产生iPS的必要因子Kaji等以含有遗传序列DNA片段的转座子替代病毒Takahashi和Yamanaka[研究小组证实了4TFs的组合作为多蛋白表达载体，在CAG增强子的驱动下，将串联在2A可以诱导iPS的产生，但诱导的效率较低，安全性方面也存在寡肽序列上的4TFs同时导入鼠和人多能性标记物高表达的风险，因此这些转录因子是否具有可替代性，是否均为必要因成纤维细胞，成功获得iPS后又利用Cre重组酶瞬时转染系子等问题还有待深入研究。统，将外源性重组因子尤其是c—myc切除，降低了致癌风险，极Yu等_2利用慢

5、病毒载体介导Oct4、Sox2、Nanog和Lin28大地增强了iPS在再生医学、药物筛选和构建疾病模型等方面4种转录因子，成功诱导胎儿成纤维细胞转化为具有人ESc特的应用性。此方法的优点在于载体拥有自我剪切的能力，可以征的iPS；Zhou等则利用腺病毒介导Ngn3、Pdxl、Mafa3种在移植后被剔除，但此途径重组效率偏低，还有待进一步研究。转录因子转染成年动物的胰腺外分泌细胞，成功转化为胰岛BSoldner等。。利用Cre重组酶在生成iPS后将外源性重组细胞；而Huangfu等只用Oct4、Sox2就生成了人成纤维细因子去除，尽管保持了iPS的可塑状态

6、，但依旧不能避免残余胞的iPS，说明Oct4、Sox2在诱导重编程的过程中是必需的。插入物导致的基因突变。Woltjen等采用相似的不依赖病Kim等[利用单个转录因子Oct4的异位表达，即人为操纵外毒的单一化转座子piggyBac表达载体，介导可诱导的特殊转源基因Oct4的导入和表达，成功诱导人胎儿神经干细胞转化录因子多西环素(doxycycline)，易化导人宿主细胞基因组，产为iPS，证实Oct4在分子水平诱导多潜能性方面不仅是必要生稳定的iPS；接着他们利用具有天然属性的piggyBac系统转的而且是能够胜任的，实现单因子诱导iPS的创举。Oct4座

7、酶的瞬时表达，无痕迹地去除iPS的外源性插入物即致癌基是多能干细胞的标记物，被认为是只在多能干细胞中高水平表因，从而使生成的iPS更安全和高效。达的转录因子，通过外源性信号分子介导的信号转导通路，与由此可见，2A寡肽序列的应用不仅使得诱导所需的转录内源性转录因子Nanog、Sox2等共同组成基因调控网络，以维因子在单一结构上递送，而且使得外来结构的完全切除变得更持干细胞的多能性，因其作用的多样性和表达的特异性而被认加容易。这项新技术在加速重编程机制的深入研究和未来的为是控制干细胞多能性的决定性因素]。通过逆转录病毒将细胞治疗方面有重大意义。倘若与micro

8、RNA、基因标记等技Oct4导人胎儿神经干细胞，嵌入鼠内细胞群，并