日本京都大學(xué)的山中伸彌(Shinya Yamanaka)教授是iPS技術(shù)的一位重要創(chuàng)始人,。2006年山中伸彌首次利用逆轉(zhuǎn)錄病毒將四種轉(zhuǎn)錄因子“Oct3/4, Sox2, c-Myc, Klf4”導(dǎo)入已分化完全的小鼠纖維母細胞中,,將其重新編排變成全能性的類胚胎細胞,,并將這些“返老還童”的重編排細胞命名為“誘導(dǎo)多能性干細胞”,,即iPS細胞,。
山中伸彌這項石破天驚的論文發(fā)表后震動了整個生物學(xué)界,,引發(fā)了全世界投入iPS細胞研究的熱潮,。iPS技術(shù)繞開了胚胎干細胞研究面臨的倫理和法律等障礙,,因而被視為是在醫(yī)療領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景的資源,。然而近年來盡管科學(xué)家們對iPS細胞研究不斷深入,誘導(dǎo)轉(zhuǎn)化生成iPS效率低下以及c-Myc和Klf4兩基因具有的致癌性,,仍是制約iPS臨床應(yīng)用的最大問題,。
在干細胞研究領(lǐng)域已占據(jù)權(quán)威地位的山中伸彌教授并沒有駐足觀賞,多年來他一直搏擊在iPS研究的前沿領(lǐng)域,,并不斷嘗試開發(fā)新的技術(shù),,致力于解決iPS細胞癌變和效率等問題。
近日山中伸彌領(lǐng)導(dǎo)的研究小組在最新的研究中對人類轉(zhuǎn)錄因子庫進行了高通量篩選,,從中鑒別出了一種新型轉(zhuǎn)錄因子Glis1,,用Glis1取代c-Myc,與Oct3/4, Sox2, Klf4一起高效誘導(dǎo)小鼠和人類成纖維細胞重編程為iPS細胞,。并證實相比于c-Myc,,Glis1誘導(dǎo)生成的iPS細胞具有較低的致癌性。這些iPS細胞形態(tài)與胚胎干細胞(ES)極為相似,,且可表達與ES細胞相似的標(biāo)記基因,。當(dāng)研究人員證實移植到裸鼠中的這些iPS細胞形成了畸胎瘤。在隨后的實驗中,,研究人員證實Glis1高表達于未受精的卵母細胞和胚胎單細胞中,。DNA芯片分析結(jié)果顯示Glis1對細胞內(nèi)多種促重編程信號通路包括Myc, Nanog, Lin28, Wnt, Essrb以及間質(zhì)上皮轉(zhuǎn)化起推動作用。這一研究發(fā)現(xiàn)為我們提供了一個推動體細胞重編程的高效安全的新轉(zhuǎn)錄因子,。相關(guān)研究論文發(fā)布在6月8日的《自然》(Nature)雜志上,。
此外,,不久前,山中伸彌研究小組在《自然—方法學(xué)》(Nature methods)發(fā)表的一篇文章中稱他們發(fā)現(xiàn)了一種獲得非整合型(integration-free)人類iPS細胞的更有效方法,。在這篇文章中,,研究人員利用了p53抑制因子,結(jié)合非轉(zhuǎn)化L-Myc基因,,獲得了帶有非整合型質(zhì)粒載體的人類誘導(dǎo)多能干細胞,。這項研究未來也許可以用于自體(autologous)和同種(allologous)干細胞治療。(生物谷Bioon.com)
生物谷推薦原文出處:
Nature DOI:10.1038/nature10106
Direct reprogramming of somatic cells is promoted by maternal transcriptionfactor Glis1
Momoko Maekawa; Kei Yamaguchi; Tomonori Nakamura; Ran Shibukawa; Ikumi Kodanaka; Tomoko Ichisaka; Yoshifumi Kawamura; Hiromi Mochizuki; Naoki Goshima; Shinya Yamanaka
Induced pluripotent stem cells (iPSCs) are generated from somatic cells by the transgenic expression of three transcription factors collectively called OSK: Oct3/4 (also called Pou5f1), Sox2 and Klf41. However, the conversion to iPSCs is inefficient. The proto-oncogene Myc enhances the efficiency of iPSC generation by OSK but it also increases the tumorigenicity of the resulting iPSCs2. Here we show that the Gli-like transcription factor Glis1 (Glis family zinc finger 1) markedly enhances the generation of iPSCs from both mouse and human fibroblasts when it is expressed together with OSK. Mouse iPSCs generated using this combination of transcription factors can form germline-competent chimaeras. Glis1 is enriched in unfertilized oocytes and in embryos at the one-cell stage. DNA microarray analyses show that Glis1 promotes multiple pro-reprogramming pathways, including Myc, Nanog, Lin28, Wnt, Essrb and the mesenchymal–epithelial transition. These results therefore show that Glis1 effectively promotes the direct reprogramming of somatic cells during iPSC generation.