據(jù)美國媒體報道,,在誘導皮膚細胞等人體細胞重組成干細胞的過程中,,科學界一般使用4個調(diào)節(jié)蛋白,,但現(xiàn)在,,英國科學家表示,,通過在這一過程中多添加兩個調(diào)控因子,,他們將獲得人體干細胞的效率提高了100倍,與此同時,,該方法也能以更快的速度得到質(zhì)量更好的干細胞,。相關(guān)研究發(fā)表在美國PNAS雜志上。
劍橋大學韋爾科姆基金會桑格學院研究所的科學家們將兩個調(diào)控因子維生素A酸受體伽馬(RAR-γ)和肝受體同系物(Lrh-1)以及4個常用的調(diào)控因子引入人體的皮膚細胞中,。4天后,,研究團隊得到了經(jīng)過重組后的細胞,而使用4個調(diào)控蛋白通常需要7天,。
重組細胞成功的關(guān)鍵指標是Oct4和Rex-1這兩個基因,。研究發(fā)現(xiàn)這兩個基因在更多數(shù)量的重組細胞中被打開,這表明重組效率得到了極大地提高,,科學家們表示“效率提高了100倍”,。另外,新方法制造出的細胞生長的速度更快,。
“這是人體干細胞研究領(lǐng)域的里程碑,。”該研究的第一作者、桑格學院研究所的王偉(音譯)表示,,“我們的最新技術(shù)為完全發(fā)揮干細胞的潛能奠定了基礎(chǔ),。”
干細胞是一類具有自我復制能力的多潛能細胞,在一定條件下,,它可以分化成多種功能細胞,。科學家們希望用干細胞制造出健康的,、起作用的細胞,,以取代受損或瀕死的細胞。如果這一想法實現(xiàn),,干細胞將在器官移植、骨頭移植以及治療神經(jīng)退行性病變等醫(yī)療領(lǐng)域大顯神通,。
經(jīng)過20多年的研究,,科學家們使用老鼠進行試驗,制造出了完美的干細胞,。之所以使用老鼠,,在很大程度上是因為老鼠很容易“搞定”,而且,,老鼠實驗為科學家們提供了精確的,、可重復進行的實驗結(jié)果。該英國研究團隊的目的是研發(fā)出質(zhì)量可與老鼠干細胞相媲美的人體細胞,。
該研究的主要作者劉鵬濤(音譯)說:“實驗表明,,我們研發(fā)出的重組細胞和老鼠干細胞功能一樣。我們的方法使科學家能更簡單方便地對人體細胞進行編程和重組,制造出用于人體細胞替代療法的各種細胞類型,。”
桑格學院研究所的高級組長和名譽主任艾倫·萊德利表示:“這是我們在人類干細胞研究領(lǐng)域取得的最有潛力,、最令人興奮的結(jié)果。與其他技術(shù)相比,,最新方法更簡單,、可行、可靠,。”(生物谷 Bioon.com)
doi:10.1073/pnas.1100893108
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Rapid and efficient reprogramming of somatic cells to induced pluripotent stem cells by retinoic acid receptor gamma and liver receptor homolog 1
Wang, Wei; Yang, Jian; Liu, Hui; Lu, Dong; Chen, Xiongfeng; Zenonos, Zenon; Campos, Lia S.; Rad, Roland; Guo, Ge; Zhang, Shujun; Bradley, Allan; Liu, Pentao
Somatic cells can be reprogrammed to induced pluripotent stem cells (iPSCs) by expressing four transcription factors: Oct4, Sox2, Klf4, and c-Myc. Here we report that enhancing RA signaling by expressing RA receptors (RARs) or by RA agonists profoundly promoted reprogramming, but inhibiting it using a RAR-α dominant-negative form completely blocked it. Coexpressing Rarg (RAR-γ) and Lrh-1 (liver receptor homologue 1; Nr5a2) with the four factors greatly accelerated reprogramming so that reprogramming of mouse embryonic fibroblast cells to ground-state iPSCs requires only 4 d induction of these six factors. The six-factor combination readily reprogrammed primary human neonatal and adult fibroblast cells to exogenous factor-independent iPSCs, which resembled ground-state mouse ES cells in growth properties, gene expression, and signaling dependency. Our findings demonstrate that signaling through RARs has critical roles in molecular reprogramming and that the synergistic interaction between Rarg and Lrh1 directs reprogramming toward ground-state pluripotency. The human iPSCs described here should facilitate functional analysis of the human genome.