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诱导多潜能干细胞(iPSCs)的研究与应用进展

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生物化学与生物物理进展 2011年第2期38卷 101-112页

作者：付玉华周秀梅徐凤青钱其军浙江理工大学生命科学学院新元医学与生物技术研究所杭州310018 中国人民解放军第二军医大学东方肝胆外科医院基因-病毒治疗实验室上海200433

诱导多潜能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)是体细胞在外源因子作用下,经直接细胞核程序重整而重新获得多潜能的干细胞.iPSCs在疾病的模型建立与机理研究、细胞治疗、药物的发现与评价等方面有着巨大的潜在应用价值.在过... 详细信息

诱导多潜能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)是体细胞在外源因子作用下,经直接细胞核程序重整而重新获得多潜能的干细胞.iPSCs在疾病的模型建立与机理研究、细胞治疗、药物的发现与评价等方面有着巨大的潜在应用价值.在过去几年中,科学家们致力于改进体细胞重编程技术并取得许多突破.然而,为实现其在临床上的应用,必须克服体细胞重编程效率低和iPSCs成瘤风险两大挑战,而且重编程机制有待进一步阐明.结合iPSCs最新研究成果,评述了有关领域国内外研究进展,重点讨论当前存在问题,并展望未来研究方向.

关键词：体细胞重编程诱导多潜能干细胞疾病模型细胞治疗小分子

诱导多潜能干细胞在精子发生过程中的研究进展

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中华男科学杂志 2015年第10期21卷 925-930页

作者：方芳倪柯熊承良华中科技大学同济医学院计划生育研究所/生殖医学中心湖北武汉430030 华中科技大学附属同济医院外科学系湖北武汉430030

精子发生是一个复杂的过程,目前关于人类精子发生的认知主要来源于动物模型,而对于人类精子发生的早期阶段,仍不是非常了解。体外精子发生模型的建立不仅能促进深入了解精子发生过程及不育症发病机制,而且有助于男性不育症的临床治疗。... 详细信息

精子发生是一个复杂的过程,目前关于人类精子发生的认知主要来源于动物模型,而对于人类精子发生的早期阶段,仍不是非常了解。体外精子发生模型的建立不仅能促进深入了解精子发生过程及不育症发病机制,而且有助于男性不育症的临床治疗。本文将对多潜能干细胞(i PSCs)在诱导精子发生过程中的相关研究进行综述,并探讨诱导i PSCs应用于男性不育症临床治疗所面临的问题以及发展前景。

关键词：精子发生无精子症原始生殖细胞胚胎干细胞诱导多潜能干细胞

诱导多潜能干细胞(iPSCs):安全高效的诱导策略

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中国生物化学与分子生物学报 2012年第11期28卷 1005-1010页

作者：黄聪蒋思文华中农业大学动物遗传育种与繁殖教育部重点实验室武汉430070

在分化的体细胞中,导入特定的转录因子能诱导得到诱导多潜能干细胞(induced pluripotentstem cells,iPSCs).iPSCs在细胞形态、生长特性、表面标志物以及畸胎瘤形成等方面与胚胎干细胞(embryonic stem cells,ESCs)非常相似,而且跟ESCs相... 详细信息

在分化的体细胞中,导入特定的转录因子能诱导得到诱导多潜能干细胞(induced pluripotentstem cells,iPSCs).iPSCs在细胞形态、生长特性、表面标志物以及畸胎瘤形成等方面与胚胎干细胞(embryonic stem cells,ESCs)非常相似,而且跟ESCs相比,iPSCs具有避免免疫排斥和不涉及伦理问题的优势,因此iPSCs的临床应用潜力巨大.然而,iPSCs具有成瘤性,而且其诱导效率极低,此二者严重阻碍了iPSCs的临床应用.为解决这两大难题,本综述将主要探讨安全高效的iPS细胞诱导策略,以期为促进其临床应用提供借鉴.

关键词：诱导多潜能干细胞转录因子诱导效率安全性

诱导多潜能干细胞(iPSCs)的临床应用进展

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科学通报 2014年第9期59卷 763-768页

作者：彭静黄聪蒋思文华中农业大学动物科学技术学院动物遗传育种与繁殖教育部重点实验室武汉430070

诱导多潜能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)自2006年被Yamanaka研究小组发现后,由于其与胚胎干细胞相似的分化潜能,且不涉及伦理问题,在临床研究等方面具有广阔的研究前景并迅速成为当前研究的热点.利用该技术能获得疾病... 详细信息

诱导多潜能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)自2006年被Yamanaka研究小组发现后,由于其与胚胎干细胞相似的分化潜能,且不涉及伦理问题,在临床研究等方面具有广阔的研究前景并迅速成为当前研究的热点.利用该技术能获得疾病特异的诱导多潜能干细胞,避免了移植中的免疫排斥问题,同时也可将其诱导分化为各种细胞类型并用于疾病模型的研究.本综述主要探讨iPS细胞的疾病模型和细胞治疗的研究进展,并就其存在的问题及应用前景进行浅析.

关键词：诱导多潜能干细胞疾病模型细胞治疗疾病特异性iPS细胞

多基因修饰小鼠诱导多潜能干细胞分化为胰岛素分泌细胞

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第二军医大学学报 2013年第7期34卷 700-707页

作者：范向军王雷陆玉华朱铭岩钱海鑫王志伟苏州大学附属第一医院普通外科苏州215006 南通大学附属医院普通外科南通226001

目的观测胰岛素转录关键调控因子胰腺十二指肠同源框蛋白1(PDX-1)、神经分化因子1(NeuroD1)及肌腱膜纤维肉瘤癌基因同系物A(MafA)对小鼠诱导多潜能干细胞(iPS细胞)分化为胰岛素分泌细胞的作用。方法筛选鉴定小鼠胚胎成纤维细胞(MEFs)重... 详细信息

目的观测胰岛素转录关键调控因子胰腺十二指肠同源框蛋白1(PDX-1)、神经分化因子1(NeuroD1)及肌腱膜纤维肉瘤癌基因同系物A(MafA)对小鼠诱导多潜能干细胞(iPS细胞)分化为胰岛素分泌细胞的作用。方法筛选鉴定小鼠胚胎成纤维细胞(MEFs)重编程的iPS细胞。以重组腺病毒Ad-mPDX-1-IRES-GFP、Ad-mNeuroD1-IRES-GFP、Ad-mMafA-IRES-GFP联合感染小鼠iPS细胞,体外培养后以RT-PCR检测胰岛B细胞功能基因表达;免疫荧光检测胰岛素蛋白表达及定位;ELISA检测不同糖浓度(0、5、10、20、30、40mmol/L)下胰岛素的分泌量。结果起源于MEFs的iPS细胞能形成边缘光整的致密克隆,表达干性基因Nanog、Rex-1、SSEA-1,并能在体内外分化为三胚层组织,显示MEFs被成功地重编程为iPS细胞。Ad-PDX-1-IRES-GFP、Ad-mNeuroD-IRES-GFP、Ad-mMafA-IRES-GFP感染的小鼠iPS细胞能分化为胰岛类B细胞,RT-PCR结果显示其胰岛B细胞功能基因的表达与小鼠胰岛B细胞株MIN6相似。免疫荧光检测可见胰岛类B细胞内有胰岛素表达。ELISA检测结果显示胰岛类B细胞对不同浓度葡萄糖有较好的反应性。结论胰岛素转录关键调控因子PDX-1、NeuroD1和MafA三者能协同作用,使小鼠iPS细胞分化为具有显著胰岛素合成和分泌能力的胰岛素分泌细胞。

关键词：诱导多潜能干细胞胰岛素分泌细胞转录因子细胞分化

心肌致密化不全患者特异性诱导多潜能干细胞及心肌样细胞的构建

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第三军医大学学报 2019年第24期41卷 2401-2408页

作者：刘奥怡张蕾龚梦嘉田杰吕铁伟重庆医科大学附属儿童医院心血管内科儿童发育疾病研究教育部重点试验室国家儿童健康与疾病临床医学研究中心儿童发育重大疾病国家国际科技合作基地儿科学重庆市重点试验室

目的构建心肌致密化不全(noncompaction of ventricular myocardium,NVM)患者来源的诱导多潜能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPS)及心肌样细胞(cardiomyocytes,CMs)。方法用仙台病毒感染1名NVM患者(女性,16岁,2016年我科住院患者)和1名同期24岁健康男性志愿者的尿液细胞获得iPS细胞,进而将iPS细胞诱导分化为iPS-CMs。对iPS和iPS-CMs进行免疫荧光染色检测干细胞和心肌细胞标志物、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,AP)活性检测、核型分析、拟胚体(embryoidbodies,EBs)形成和膜片钳试验检测,同时采用全外显子测序(whole exon sequencing,WES)对NVM患者血液、iPS及iPS-CMs进行遗传学背景的比较,并筛选出可能和NVM发生相关的突变基因。结果成功获得NVM患者及正常人的尿液细胞和iPS,并分化为iPS-CMs。免疫荧光显示iPS表达干细胞标志Oct4、Sox2、Ssea4和TRA-1-81,iPS细胞具有高AP活性、具有正常核型、克隆能够在体外悬浮培养分化成3个胚层的细胞;iPS-CMs表达心肌细胞特异性标志物α-actinin和TNNT2,膜片钳结果显示iPS-CMs形成心肌细胞特异性钠电流及动作电位。WES结果显示患者血液、iPS及iPS-CMs三者具有相似的遗传谱,并发现可能与NVM发生相关的突变。结论成功构建出NVM患者的iPS-CMs,为采用iPS技术开展NVM的研究提供有力的细胞模型。

关键词：心肌致密化不全诱导多潜能干细胞心肌样细胞尿液细胞

鼠星形胶质细胞重编程为诱导多潜能干细胞的研究

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华中科技大学学报（医学版） 2011年第1期40卷 5-8页

作者：许杰闫秋月唐洲平湛彦强吴军李昌盛李珍肖连臣张苏明华中科技大学同济医学院附属同济医院神经内科武汉430030

目的研究星形胶质细胞重编程为诱导多潜能(iPS)干细胞的可行性,为进一步研究iPS细胞诱导技术奠定基础。方法用分别含Oct4,Sox2,Klf4和c-myc因子的4种逆转录病毒载体病毒颗粒感染星形胶质细胞,获得iPS细胞并进行鉴定。结果感染后第28天... 详细信息

目的研究星形胶质细胞重编程为诱导多潜能(iPS)干细胞的可行性,为进一步研究iPS细胞诱导技术奠定基础。方法用分别含Oct4,Sox2,Klf4和c-myc因子的4种逆转录病毒载体病毒颗粒感染星形胶质细胞,获得iPS细胞并进行鉴定。结果感染后第28天具有胚胎干细胞形态的克隆出现,诱导效率为(0.015±0.005)%,且碱性磷酸酶(AP)染色及SSEA-1和Oct4免疫荧光染色均显阳性。结论星形胶质细胞可以重编程为iPS细胞,进一步证明了iPS细胞诱导技术的普遍适用性。

关键词：星形胶质细胞诱导多潜能干细胞重编程

胰腺十二指肠同源异型盒-1、神经源性分化因子-1及肌腱膜纤维肉瘤癌基因同系物A三基因修饰小鼠诱导多潜能干细胞分化为胰岛素分泌细胞的研究

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中华实验外科杂志 2014年第7期31卷 1477-1481页

作者：王尧王志伟南通大学附属医院普通外科江苏226001

目的观察胰岛素转录关键调控因子胰腺十二指肠同源异型盒-1（PDX-1）、神经源性分化因子-1（NeuroD1）及肌腱膜纤维肉瘤癌基因同系物A（MafA）对小鼠诱导多潜能干细胞（iPS）分化为胰岛素分泌细胞的作用。方法重组腺病毒Ad-mPDX-1-IR... 详细信息

目的观察胰岛素转录关键调控因子胰腺十二指肠同源异型盒-1（PDX-1）、神经源性分化因子-1（NeuroD1）及肌腱膜纤维肉瘤癌基因同系物A（MafA）对小鼠诱导多潜能干细胞（iPS）分化为胰岛素分泌细胞的作用。方法重组腺病毒Ad-mPDX-1-IRES-绿色荧光蛋白（GFP）、Ad-mNeuroD1-IRES-GFP、Ad-mMafA-IRES-GFP联合转染小鼠iPS细胞,体外培养后逆转录-聚合酶链反应（RT-PCR）检测胰岛β细胞功能基因表达,免疫荧光检测胰岛素蛋白表达及定位,酶联免疫吸附试验（ELISA）检测不同糖浓度下胰岛素的分泌量。将胰岛素分泌细胞移植到糖尿病小鼠肝脏,免疫组织化学检测其在体内胰岛素的表达,葡萄糖耐量试验及空腹血糖监测评估移植细胞在糖尿病小鼠体内的功能发挥。结果三基因转染的小鼠iPS细胞能分化为胰岛素分泌细胞,RT-PCR结果显示其胰岛β细胞功能基因的表达与小鼠胰岛β细胞株MIN6相似,免疫荧光检测见细胞内有胰岛素合成,ELISA检测结果显示细胞对不同浓度葡萄糖有较好的反应性。当葡萄糖浓度为30 mmol/L,胰岛素释放量最高为（0.309 3±0.017 9）ng。免疫组织化学染色显示移植细胞注射区域的肝实质内可见相对集中的棕黄色染色,表明移植细胞有胰岛素分泌。糖耐量试验及空腹血糖监测显示移植细胞能够控制糖尿病小鼠的血糖水平,在体内发挥良好的治疗作用。结论胰岛素转录关键调控因子PDX-1、NeuroD1和MafA三基因能使小鼠iPS细胞分化为具有显著胰岛素合成和分泌能力的胰岛素分泌细胞,在体内发挥一定的治疗作用。

关键词：诱导多潜能干细胞胰岛素分泌细胞胰腺十二指肠同源异型盒-1 神经源性分化因子-1 肌腱膜纤维肉瘤癌基因同系物A

诱导多潜能干细胞在神经肌肉疾病研究中的应用进展

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中华细胞与干细胞杂志(电子版) 2024年第6期14卷 367-373页

作者：刘文竹唐窈刘付臣山东大学齐鲁医院神经内科济南250012 山东大学齐鲁医院神经肌肉及变性疾病研究所济南250012

神经肌肉疾病 (NMDs)具有高度的病因异质性。不同的遗传病因和环境因素在神经肌肉病的发生和发展中发挥重要作用。迄今为止已有超过800个遗传性神经肌肉病的基因被报道。此外,一种疾病可由多种不同的基因变异引起,如先天性杆状体肌病。... 详细信息

神经肌肉疾病 (NMDs)具有高度的病因异质性。不同的遗传病因和环境因素在神经肌肉病的发生和发展中发挥重要作用。迄今为止已有超过800个遗传性神经肌肉病的基因被报道。此外,一种疾病可由多种不同的基因变异引起,如先天性杆状体肌病。神经肌肉病致病基因的复杂性给体外建模带来了重大挑战。由于诱导多潜能干细胞 (iPSCs)在细胞重编程过程中可以保持细胞供体的遗传背景,因此在NMDs的研究中被广泛应用。本文就iPSCs的发展历史以及在NMDs研究中的应用进展进行系统阐述。

关键词：神经肌肉病诱导多潜能干细胞基因突变药物筛选