Induced Pluripotent Stem Cells

物質定義

Induced Pluripotent Stem Cells,即誘導性多功能幹細胞,簡稱為iPSCs。最早是由日本學者於2006年誘導成功。誘導多能幹細胞是利用病毒載體將四個轉錄因子(Oct4, Sox2, Klf4 和c-Myc)的組合轉入分化的體細胞中,使其重編程為類似胚胎幹細胞的一種細胞類型。

Oct4

Oct4是POU家族的轉錄因子,維持細胞的多能性,是體細胞誘導為iPS細胞所必須的基因。在小鼠和人的ES細胞中, Oct4表達的抑制將會導致自發性分化為滋養層細胞。Niwa等實驗結果表明,Oct-4能夠維持ES細胞未分化狀態並促進其增殖,並認為Oct-4的活化是重編程為多能幹細胞的標誌。

Sox2

Sox2是胚胎幹細胞特異性轉錄因子,其與Oct-4一樣均為體細胞重編程所必須的基因,除了可與Oct4協同調節維持細胞的多能性之外,還能促進幹細胞向神經外胚層分化。

c-Myc和Klf4

c-Myc和Klf4不是iPS細胞形成所必須的基因,其作用是提高克隆形成的效率,當同時將二者去除時iPS細胞將不能 誘導iPS細胞生成,因此c-Myc和Klf4在iPS細胞產生的過程中同樣重要。c-Myc是在人類癌細胞中發現的卟啉-原癌基因,儘管c-Myc可以提高iPS細胞克隆形成率,但其構建的嵌合體小鼠約20%發生了腫瘤。所以如果將iPS細胞用於臨床治療, c-Myc基因的轉入必須慎重。Klf4即是抑癌基因又是原癌基因,一方面可以促進ES細胞的自我更新,另一方面在體細胞中強制表達可抑制DNA的複製,阻滯細胞周期於G1/S期,因此它在細胞增殖和分化之間起開關作用。

STEM CELL

STEM CELL:幹細胞 幹細胞(stem cells, SC)是一類具有自我複製能力(self-renewing)的多潛能細胞,在一定條件下,它可以分化成多種功能細胞。根據幹細胞所處的發育階段分為胚胎幹細胞(embryonic stem cell,ES細胞)和成體幹細胞(somatic stem cell)。根據幹細胞的發育潛能分為三類:全能幹細胞(totipotent stem cell,TSC)、多能幹細胞(pluripotent stem cell)和單能幹細胞(unipotent stem cell)。幹細胞(Stem Cell)是一種未充分分化,尚不成熟的細胞,具有再生各種組織器官和人體的潛在功能,醫學界稱為“萬用細胞”。

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