干细胞生物学文献翻译

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1、9222–9227

2、PNAS

3、May18,2010

4、vol.107

5、no.20与鼠胚胎干细胞有着相似的生物学和表观遗传特性的人胚胎干细胞翻译：周驹俊摘要：人与鼠的胚胎干细胞（ESCs）都来源于囊胚期的胚胎，两者却有着十分不同的生物学特征。分子水平上的分析表明人源的ESCs与鼠来源的上胚层干细胞（EpiSCs）相对应。这里我们通过让人ESCs重新进入一个更加不成熟的状态，使之与多能性鼠ESCs拥有广泛相似的性质。这种状态是通过异位诱导表达Oct4,、Klf4、Klf2因子以及联合表达LIF、糖原合成酶激酶3β（G

6、SK3β）抑制因子和丝裂原激活的蛋白激酶（(ERK1/2）通路实现的。Forskolin是一种蛋白激酶A,通过它可以诱导Klf4和Klf2的表达并且可以短时间地替代异位转基因表达。与传统的人ESCs不同的是，这些表型转变的细胞在生长特性、X-染色体基因激活位点、基因表达谱以及对信号途径的依赖等方面与鼠ESCs有着高度相似。这样，在相同的生长条件下将可以使衍生得到的人诱导多能干细胞（iPS）与鼠iPS细胞有着相同的性质。初始多能性人ESCs的建立使得原先人中未阐明的多能性状态得到分子水平上的进一步细分，同时也为病

7、人特异性和疾病相关的研究提供了新的机遇。概述:鼠胚胎干细胞（mESCs）来源于发育中的胚胎的内细胞团（ICM），可以在体外培养的条件下无限增殖并保持其多能性，所以ICM在被移植进入宿主胚胎时也保留了参与成体细胞发育的潜能。最近，研究人员从移植后的小鼠胚胎外胚层中得到了一种新的类型的多能性细胞即上胚层干细胞（mEpiSCs）。mESCs和mEpiSCs在分子水平和表观方面有着明显区别，他们分别代表了最近定义的初始多能性状态和始发多能性状态。ICM来源的初始多能性干细胞能够有效地参与嵌合体胚胎的形成，在雌性细胞中维

8、持X染色体的活性状态并且在体外相对较难于分化为原生殖细胞（PGCs）。mEpiSCs即始发态多能干细胞可以产生已经分化了的畸胎瘤，但是重新聚集为ICM的效率低下，具有有显著的X-染色体失活（XiXa）和在体外可以分化成PGC前体的特征。初始mESCs能够高效增殖并长成紧密的球形克隆，LIF/Stat3可以稳定维持其干细胞特性而bFGF和TGFβ/Activin信号通路则使其分化。不同的是，始发态mEpiSCs却有着扁平的细胞克隆形态特征，不能够以单个细胞来传代而且其稳定性依赖于bFGF和TGFβ/Activin

9、信号通路而不是依赖于LIF/Stat3。来源于129小鼠品系的EpiSCs处于LIF/Stat3信号环境中能够逆转回初始状态，而且Klf4,klf2,Nanog和c-MYC干性因子的表达能够使这一逆转过程得到增强。之前认为从非肥胖糖尿病（NOD）小鼠或者大鼠品系的ESC中分化出初始多能干细胞是不可能的，但通过在培养基中添加那些可以缓解抑制分化的小分子和生长因子或者通过加强那些可以稳定初始多能性的核心通路却使得这一转化得以实现——例如，GSK3β、促分裂原活化蛋白激酶通路(ERK1/20和LIF/STAT3引起的

10、KLF4和c-MYC的外源组成型表达。遗传决定补偿可能对于某一品系或者种属来说是特有的，但对于初始多能性细胞的繁殖却不是唯一的，这很好的解释了前述条件对于遗传决定的补偿。由于从NOD小鼠或大鼠中都可以分离得到EpiSCs，这很明显的说明了遗传决定并不干扰干细胞的始发多能性状态。通过重编程或植入前囊胚得到的NOD初始多能性细胞处于高度亚稳定状态，当撤去外源支持因子和添加bFGF/Activin的条件下将采取一种始发（Primed）多能性状态。人ESCs与mEpiSCs尽管不完全一样却有着许多特定的相似特称，并与初

11、始mESCs有着明显区别。mEpiSCs和hESCs有着相似得扁平细胞形态，都不能够作为单个细胞传代，都于依赖TGFβ/Activin信号通路维持稳定以及都有着来源于雌性细胞系的X染色体失活和在体外存在BMP4的条件下极易向PGCs分化得特征。hESCs和mEpiSCs之间的相似性以及前述的初始NOD多能干细胞的高度亚稳性强调了建立和维持人来源细胞的始发多能性的可能性，同时也反映出用增殖hESCs的传统培养条件来维持初始多能性状态有着其内在的不稳定性。这些发现也引发有关于对于体外分离的hESCs和人诱导多能干细

12、胞（(hiPSCs)性质的一系列更深入的问题：用于分离NODmESCs的相同的外源因子能够帮助建立和维持类似鼠ESC的人初始多能性干细胞吗？或者人来源细胞的允许度更小并需要操作而外或不一样的信号通路？在本研究中，我们参照分子与功能的标准，看能否找到体外稳定人多能性状态的因子并且这种多能性细胞与初始mESCs有着相似的特征。在本研究中描述的培养条件，可以分离得到初始hiPSCs，并且可以