当前位置:首页 >> 生命科学 >> 细胞与遗传学
制造iPS细胞再现新方法

据美国每日科学网站近日报道,美国科学家发明了一种新方法,可通过将两个蛋白混合在一起制造出一个“超级蛋白”,从而大大提高了制造诱导多功能干细胞(iPS)的效率和纯度,且没有产生肿瘤的风险。研究论文发表在最新一期《干细胞》杂志上。

目前,科学家们主要通过朝一个成人细胞引入四个确定基因来制造iPS细胞,这些基因会将成人细胞重新编程为一个干细胞,以分化成人体内多种不同类型的细胞。一般而言,4个被引入的基因是Oct4、Sox2、 Klf4和c-Myc,因此,这种方法被简称为OSKM。OSKM方法面临的挑战是:在整个重新编程过程中,只有很少的0.1%细胞真正变为iPS细胞;另外,因为引入的c-Myc基因本身就是致癌基因,可能会产生肿瘤。

明尼苏达大学干细胞研究所的分子生物学家桔梗统昭和平井博之领导的科研团队发明的新方法是:将多能性调节基因Oct4和肌肉转录调节因子Myo D的片段混合在一起,制造出一个能从多方面改进iPS制造过程的“超级基因”M3O(或“超级Oct4”),可大大提高制造iPS的效率和纯度。科学家们也能借此洞悉制造iPS细胞的机制。

桔梗统昭表示,与OSKM方法相比,新方法制造老鼠和人的iPS细胞的效率增加了50倍;纯度也有所提高——新制造出的iPS细胞约占所获得细胞的98%,而OSKM方法得到的纯度仅为5%;新方法也让重组过程变得更加简单,只需5天iPS细胞就会长出,而使用OSKM则需2周左右的时间。而且,新方法不涉及c-Myc,没有产生肿瘤的风险。

另外,OSKM方法中,人体iPS细胞通常需要同饲养细胞(用来维持胚胎干细胞的未分化状态以便扩增足够数量的细胞)结合培养,饲养细胞一般来自老鼠细胞,显然,这样的细胞被用于人体移植会产生问题。而新方法不需要这样的饲养细胞,大大简化了整个培育过程。

桔梗昭统表示,新方法将大大加快为特定病人制造iPS细胞的速度,使细胞移植疗法早日成功为病患服务。

也有研究人员在尝试将一种细胞通过重新编程直接变为另一种细胞,从而绕过iPS细胞这个阶段,例如,通过引入几种基因,诱导皮肤细胞变成神经细胞等。这种名为直接编程的方法被认为将超越iPS细胞技术而成为下一代的干细胞技术。而这一新方法也有望广泛应用于直接编程方法上。

英文摘要:

Radical Acceleration of Nuclear Reprogramming by Chromatin Remodeling With the Transactivation Domain of MyoD

Abstract

Induced pluripotent stem cells (iPSCs) can be created by reprogramming differentiated cells through introduction of defined genes, most commonly Oct4, Sox2, Klf4 and c-Myc (OSKM). However, this process is slow and extremely inefficient. Here, we demonstrate radical acceleration of iPSC creation with a fusion gene between Oct4 and the powerful transactivation domain of MyoD (M3O). Transduction of M3O and SKM into fibroblasts effectively remodeled patterns of DNA methylation, chromatin accessibility, histone modifications, and protein binding at pluripotency genes, raising the efficiency of making mouse and human iPSCs more than 50-fold in comparison to OSKM. These results identified that one of the most critical barriers to iPSC creation is poor chromatin accessibility and protein recruitment to pluripotency genes. The MyoD transactivation domain has a capability of overcoming this problem. Our approach of fusing transactivation domains to unrelated transcription factors has far-reaching implications as a powerful tool for transcriptional reprogramming beyond application to iPSC technology.

 

分享按钮
评论:   
验证码:  
  [Ctrl+Enter]
相关文章
摘要
美国科学家发明了一种新方法,可通过将两个蛋白混合在一起制造出一个“超级蛋白”,从而大大提高了制造诱导多功能干细胞(iPS)的效率和纯度,且没有产生肿瘤的风险。
关键字
iPS
 
 
最新推荐文章


近期热点新闻