科学家发现减缓体细胞的增殖有利于多能干细胞(iPSC)的诱导

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时间:2013-04-17  来源:上海药物研究所文本大小:【 |  | 】  【打印
细胞具有在体外大量增殖和分化为多种细胞的潜能,可为再生医学的替代疗法提供充足的细胞来源。2006年以来,日美科学家利用病毒载体转染不同转录因子(Oct4, Sox2, Klf4, c-Myc等),成功将体细胞重编程为诱导多能干细胞(iPSC)。iPSC具有和胚胎干细胞类似的功能,却绕开了胚胎干细胞研究一直面临的伦理和法律等诸多障碍,因此在医疗领域的应用前景非常广阔。然而iPSC的诱导机制有待探明,效率也有待进一步提高。
4月5日,The Journal of Biological Chemistry发表了同济大学和中科院上海药物所/国家新药筛选中心关于提高iPS诱导效率的最新研究结果。博士研究生徐雍羽、魏小元等在优化病毒因子组合的过程中,发现去除了c-Myc以后的三因子(Oct4, Sox2, Klf4)诱导iPSC效率更高,且获得的iPSC质量也更高。这与传统观点不一致,传统观点认为四因子效率比三因子更高,其原因是c-Myc可以增加体细胞的增殖,减少老化,有利于重编程。科研人员仔细分析了体细胞增殖和iPSC产生时间进程,在排除了起始细胞密度等干扰因素后,发现体细胞增殖速度和iPSC产生效率呈反比关系,即体细胞增殖减缓有利于iPSC产生。利用小分子化合物在重编程早期短暂地抑制体细胞增殖也有利于iPSC的诱导。这一现象的精确机制尚有待探讨,但是科研人员认为表观遗传改变要积累到一定程度才能顺利推动重编程,如果体细胞一直维持高速增殖,这些必需的变化有可能被稀释。因此在重编程早期抑制体细胞增殖可能有利于这些必要变化的积累,从而推进了iPSC的生成。
本研究工作是在中科院上海药物所谢欣研究员和同济大学张儒副教授共同指导下完成。谢欣研究组先期已报道老药LiCl及高渗透压条件均可极大提高iPSC的诱导效率 (Cell Research, 2011, 21(10):1424-35; Cell Research, 2013, 23(1):131-41)。本研究工作得到中科院干细胞先导专项,科技部重大科学研究计划及上海市科委的支持。(药物所)

  文章链接:http://www.jbc.org/content/288/14/9767.long

A,去除c-Myc后的三因子诱导效率大大高于四因子;B,3因子-iPSC具有良好的多能性;C和D,c-Myc加速体细胞的增殖(C),但体细胞的增殖速度与iPSC的产生效率成反比(D);E,3因子-iPSC于4因子-iPSC增殖速度一致。

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