随着科学技术的发展,克隆仿佛也并不像以前那样不可实现,但依旧面临着许多挑战,并且克隆技术也在医学方面颇有建树。今天就为大家介绍一下iPS细胞。
诱导性多能干细胞(iPS细胞):2006年日本京都大学Shinya Yamanaka在世界著名学术杂志《细胞》上率先报道了诱导多能干细胞的研究。他们把Oct3/4,Sox2、c-Myc和Klf4这四种转录因子基因克隆入病毒载体,然后引入小鼠成纤维细胞,发现可诱导其发生转化,产生的iPS细胞在形态、基因和蛋白表达、表观遗传修饰状态、细胞倍增能力、类胚体和畸形瘤生成能力、分化能力等方面都与胚胎干细胞相似。
iPS细胞建立的过程主要包括:
(1)分离和培养宿主细胞;
(2)通过病毒介导或者其他的方式将若干多个多能性相关的基因导入宿主细胞;
(3)将病毒感染后的细胞种植于饲养层细胞上,并于ES细胞专用培养体系中培养,同时在培养中根据需要加入相应的小分子物质以促进重编程;
(4)出现ES样克隆后进行iPS细胞的鉴定(细胞形态、表观遗传学、体外分化潜能等方面)。
iPS细胞的出现,在干细胞研究领域、表观遗传学研究领域以及生物医学研究领域都引起了强烈的反响,这不仅是因为它在基础研究方面的重要性,更是因为它为人们带来的光明的应用前景。
在基础研究方面,它的出现,已经让人们对多能性的调控机制有了突破性的新认识。细胞重编程是一个复杂的过程。利用iPS细胞作为实验模型,只操纵几个因子的表达,这更会大大加速对多能性调控机理的深入研究。
在实际应用方面,iPS细胞的获得方法相对简单和稳定,不需要使用卵细胞或者胚胎。这在技术上和伦理上都比其他方法更有优势,iPS细胞的建立进一步拉近了干细胞和临床疾病治疗的距离,iPS细胞在细胞替代性治疗以及发病机理的研究、新药筛选方面具有巨大的潜在价值。
此外,iPS细胞在神经系统疾病、心血管疾病等方面的作用也日益呈现,iPS细胞在体外已成功地被分化为神经元细胞、神经胶质细胞、心血管细胞和原始生殖细胞等。在临床疾病治疗中具有巨大应用价值。
与经典的胚胎干细胞技术和体细胞核移植技术不同,iPS技术不使用胚胎细胞或卵细胞,因此没有伦理学的问题。
利用iPS技术可以用病人自己的体细胞制备专有的干细胞,所以不会有免疫排斥的问题。
干细胞的研究正在如火如荼的开展。虽然将干细胞用于临床治疗还有些问题,但我们相信,随着理论和技术的不断完善,iPS细胞以及干细胞将在再生医学,药物安全性与有效性检测等领域发挥巨大的作用。
这期长图就到这里了,我们下期再见。