誘導性多功能干細胞

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1、誘導性多功能干細胞與再生醫(yī)學2012Physiology&Medicine2012年諾貝爾生理醫(yī)學獎10月8日揭曉，頒胎干細胞(EmbryonicStemCell,EScells)和成發(fā)給英國科學家JohnB.Gurdon與日本科學家體干細胞。山中伸彌。JohnGurdon早年對于「細胞核移植一、胚胎干細胞」的先驅(qū)研究證明了細胞的分化是可逆的。山中胚胎干細胞是從早期胚胎尚未分化的細胞團中伸彌則是發(fā)現(xiàn)一種簡單的方法，可以將已分化的，以細胞培養(yǎng)方式所取得的的干細胞株。它們具成熟體細胞重新編程(reprogra

2、m)為多功能的細有發(fā)育的全能性，可以分化成為身體中的任何一胞，表現(xiàn)出胚胎干細胞的特性，而能夠制造任何種細胞形態(tài)?？梢岳萌斯んw外授精的受精卵取身體的組織。山中的研究成果，使得再生醫(yī)學的得早期胚胎而培養(yǎng)胚胎干細胞。應用獲得突破性的進展。二、成體干細胞再生醫(yī)學的定義再生醫(yī)學的定義目前醫(yī)學上常用的成體干細胞包括從嬰兒臍帶再生醫(yī)學就是以健康的細胞加上特定的生醫(yī)材血取得的造血干細胞(hematopoieticstemcell)料，制造具有功能之細胞、組織與器官，用以修、骨髓干細胞及周邊血干細胞。成體干細胞最大復或是

3、替換身體內(nèi)已經(jīng)受損或壞死的細胞，及因的優(yōu)勢就是用于自體移植，可以從病患身上取得為老化、疾病、外傷而受損的組織或器官，或是干細胞，不必擔心異體移植所造成的排斥反應，直接藉由控制細胞的分化，使其在體內(nèi)發(fā)育成為因此目前成體干細胞成為再生醫(yī)學的發(fā)展重點。所需的組織而恢復身體的健康。人體內(nèi)存在最多的成體干細胞就是骨髓，骨髓里「干細胞」因為具有分裂與增殖的能力，并且的干細胞分為兩種，一為造血干細胞，它們能夠能夠分化成為ㄧ到數(shù)種不同的細胞形態(tài)，是再生分化成為任何一種血球細胞，包括紅血球、白血醫(yī)學發(fā)展不可或缺的材料。我們

4、人體內(nèi)可以取得球等；另一種為骨髓間葉干細胞(Bone_Marrow的干細胞，以分化潛能可分為(1)全能干細胞MesenchymalStemCell)，可以分化成硬骨細(Totipotent)，可以發(fā)展成完整的個體，如胚胎干胞、軟骨細胞、肌肉細胞與脂肪細胞等。由成體細胞。(2)多功能干細胞(Pluripotent)，胚胎期同取得的干細胞多屬于單效性干細胞(Unipotent)或源細胞，能夠分化出多種不同的細胞組織，如造多潛能干細胞(Multipotent)。血干細胞。(3)多潛能干細胞(Multipoten

5、t)，只能胚胎是由尚未分化的細胞所組成。隨著胚胎的分化成少數(shù)特定的細胞或組織。(4)單效性干細胞發(fā)育分化過程，不同細胞的基因表達會受到內(nèi)在(Unipotent)，只能產(chǎn)生單一種細胞形態(tài)，但是具指令與周邊細胞的影響，而分化成神經(jīng)、骨骼、有自我分裂增殖的能力。脂肪等功能與結(jié)構(gòu)各不相同的細胞，組成身體的目前的再生醫(yī)學使用的干細胞依來源可分為胚各種組織與器官。人們曾認為細胞的分化與發(fā)育1華聯(lián)快訊2012.11科技專題過程是不可逆的，分化成熟的細胞不可能再回復2006年，日本京都大學的山中伸彌教授發(fā)展出到多功能干細

6、胞的階段。一種革命性的技術(shù)，研發(fā)出誘導多功能干細胞，諾貝爾生理醫(yī)學獎獲獎人JohnGurdon為英可以在試管中誘導完全分化的成熟體細胞國劍橋大學教授，他在1962年透過一項經(jīng)典實驗(somaticcells)成為干細胞。其論文立刻引起生，發(fā)現(xiàn)細胞的分化是可逆的。他把小腸上皮細胞物醫(yī)學界的熱烈討論，同時也引發(fā)細胞重新編程的細胞核，注射到青蛙卵里，取代青蛙卵中原本研究的熱潮。之前的研究發(fā)現(xiàn)，將胚胎干細胞與的細胞核，結(jié)果居然可以發(fā)育出完整的蝌蚪，證體細胞融合，分化完成的成熟體細胞可以被重新明了分化后的細胞仍然帶

7、有發(fā)育成青蛙所需要的編程為多功能的細胞，顯示胚胎干細胞中含有一完整基因信息[1](圖一)。后續(xù)的「細胞核移植」些重要的因子可以誘導細胞的多功能性。山中教實驗也成功的制造出復制的哺乳類動物[2,3]，最授于是利用生物信息學的方法，比較成熟的體細為人所熟知的就是桃麗羊的復制，說明已分化細胞與胚胎干細胞兩者基因表現(xiàn)的差異，挑選出24胞的細胞核中仍然保有完整的基因信息，能夠透個只有在胚胎干細胞中開啟的獨特基因。然后把過特殊的處理，使其回復全能的發(fā)育潛能，可分這24個基因，利用病毒載體轉(zhuǎn)殖系統(tǒng)送進小鼠皮化成任何其他

8、的細胞。膚纖維母細胞里表現(xiàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些纖維母細胞居然表現(xiàn)出胚胎干細胞的形態(tài)與細胞增生等特征。接下來使用消去法，找出Oct3/4、Sox2、Klf4和c-myc4個干細胞轉(zhuǎn)錄因子，缺少這些基因的表現(xiàn)，就無法完成胚胎干細胞的重新編程。山中將這種由干細胞轉(zhuǎn)錄因子所誘發(fā)生成的多功能干再生醫(yī)學的定義細胞，命名為誘導性多功能干細胞(inducedpluripotentstemcells,iPScells)。[6](圖二)。圖一、圖一、(