IPS诱导多功能干细胞
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胚胎干细胞是一类具有多能性(能够分化成多种不同细胞类型)的细胞,它们源自胚胎发育的早期阶段。
胚胎干细胞可以分为两种主要类型:胚胎干细胞(ES细胞)和诱导多能性干细胞(iPS细胞)。
1.胚胎干细胞(ES细胞):
•来源:ES细胞最初来自早期发育的胚胎。
它们通常从胚胎的内细胞团中获得。
•多能性:ES细胞具有全能性,即它们可以分化成体内所有三个胚层(外胚层、中胚层和内胚层)的各种细胞类型。
•应用:由于其多能性,ES细胞被广泛用于研究和医学应用,包括组织工程、再生医学和疾病治疗。
2.诱导多能性干细胞(iPS细胞):
•来源:iPS细胞是通过重新编程(诱导)已分化的体细胞,使其重新获得胚胎干细胞的多能性。
•多能性:类似于ES细胞,iPS细胞也具有多能性,可以分化成多种细胞类型。
•应用:iPS细胞的制备避免了使用胚胎,因此在伦理上更为可接受。
它们被广泛应用于疾病建模、药物筛选和个体化医学等领域。
这两种类型的干细胞都具有巨大的潜力,但也伴随着伦理和科研挑战。
胚胎干细胞的使用涉及胚胎的捐赠和使用,可能引发伦理争议。
诱导多能性干细胞的技术在伦理上更可接受,但在研究和应用中仍然需要解决一些问题。
ips细胞研究大事记来源:新华网干细胞是人体内可以转化为各种器官和组织的细胞,过去只能从胚胎中获得。
2007年11月,美国和日本科学家分别宣布独立发现将普通皮肤细胞转化为干细胞的方法,得到的干细胞称为诱导多功能干细胞,又名iPS细胞。
这一发现分别被《自然》和《科学》杂志评为2007年第一和第二大科学进展。
iPS细胞具有和胚胎干细胞类似的功能,却绕开了胚胎干细胞研究一直面临的伦理和法律等诸多障碍,成为干细胞研究的热点领域之一,近两年来有关进展不断。
2008年4月,美国加利福尼亚大学科学家报告称,他们将实验鼠皮肤细胞改造成iPS细胞,然后成功使其分化成心肌细胞、血管平滑肌细胞及造血细胞。
2009年2月,日本东京大学科学家宣布,成功利用人类皮肤细胞制成的iPS细胞培育出血小板,而且从技术上说用iPS细胞培育人类红细胞和白细胞都是可能的;紧接着,日本庆应大学科学家又宣布,成功用实验鼠的iPS细胞培育出鼠角膜上皮细胞。
2009年3月伊始,iPS细胞研究便相继迎来两项重大突破。
英国和加拿大科学家发现了不借助病毒、安全将普通皮肤细胞转化为iPS细胞的方法;美国科学家则在《细胞》杂志上宣布,他们可以将iPS细胞中因转化需要而植入的有害基因移除,且保证由此获得的神经元细胞的基本功能不受影响。
2009年7月,iPS细胞研究在临床应用道路上又迈出非常重要的一步。
据英国《自然》杂志网站23日报道,中国科学家周琪和高绍荣等人利用iPS细胞克隆出活体实验鼠,首次证明iPS细胞与胚胎干细胞一样具有全能性。
该成果让人们看到了iPS细胞具有实用性。
人们完全可以期待,在一系列危险和潜在危险被一一规避后,尚处在实验室阶段的iPS细胞研究,将能很快应用于人类疾病的临床治疗。
各国争相领跑iPS细胞研究来源:新华网由于触及伦理道德等问题,曾被普遍看好的胚胎干细胞研究一直处于进退两难的境地。
2007年,iPS细胞(诱导多功能干细胞)的诞生令科学家们将注意力投向这一争议性小的干细胞研究领域,一些国家的政府更是以极大的热情,或加大投入,或制订鼓励政策,推动这一新兴的干细胞研究。
多功能干细胞诱导心肌细胞原理
以下是一般的诱导过程原理:
1. 多功能干细胞的选择和培养:通常使用胚胎干细胞(Embryonic stem cells,ESCs)或诱导多能干细胞(Induced pluripotent stem cells,iPSCs)作为起始细胞。
这些细胞在适当的培养条件下进行培养和扩增。
2. 诱导心肌细胞分化:通过特定的诱导方法,如化学物质、细胞因子或基因调控等,来促使多功能干细胞向心肌细胞方向分化。
3. 心肌特异性基因表达:诱导过程中,心肌细胞相关的基因会被激活并表达,这些基因包括心肌收缩蛋白基因(如alpha-actinin、myosin 等)以及其他心肌特异性基因。
4. 细胞信号通路调控:诱导心肌细胞分化涉及多个细胞信号通路的调控,如Wnt/β-catenin 通路、BMP 信号通路等。
这些信号通路的激活或抑制对心肌细胞的分化和成熟起到关键作用。
5. 心肌细胞的成熟和功能:诱导分化的心肌细胞会逐渐表现出心肌细胞的特征,如自发性收缩、钙离子调控和电生理特性等。
ipscell名词解释
干细胞(ipscell)是一种具有潜在多能性的细胞,它们具有自我更新的能力,并且可以分化成各种类型的细胞。
这些细胞可以来源于胚胎(胚胎干细胞)或成体组织(成体干细胞)。
其中,诱导多能性干细胞(iPSC)是一种特殊类型的干细胞,它们是从成体细胞中重新编程而来的多能性细胞,可以分化成各种类型的细胞,如神经细胞、心脏细胞等。
iPSC 的发现为医学研究和治疗提供了新的可能性,因为它们可以为疾病建模、药物筛选和组织再生提供新的途径。
这些细胞对于研究和治疗许多疾病,包括癌症、心脏病和神经退行性疾病等,具有潜在的重要意义。
经验交流│The exchange of experience- 170 - 诱导性多能干细胞(IPS)的研究进展及应用前景郭永平1贾俊忠2贾 燕3(巴彦淖尔市医院,内蒙古巴彦淖尔市 015000)【摘要】诱导性多能干细胞技术(IPS)是分化成熟的体细胞在体外重新编程,打破分化体细胞的基因“沉默”现象,被诱导为多潜能干细胞,从而具有与胚胎干细胞相似的自我更新能力和发育多潜能性。
这为特殊疾病的治疗和新型药物的筛选提供了方向和帮助,将使患者特异性的诱导性多潜能干细胞成为再生医学、药物筛选毒理测试的理想工具,同时避免了免疫排斥和伦理问题。
【关键词】IPS;转录因子;研究进展;应用前景1 干细胞干细胞的研究是21世纪生命科学领域中最热门和前沿的课题之一,其是各种器官组织细胞的初始来源,具有增殖、更新和多向分化的特性。
干细胞按照来源不同,分为成体干细胞和胚胎干细胞。
成体干细胞主要有胰腺干细胞、骨髓间充质干细胞、神经干细胞等,理论上其在特定条件下可分化为特异的组织器官,是修复和再生的基础。
2 诱导性多能干细胞的研究进展科学家在研究胚胎干细胞的过程中,一直被干细胞的来源及伦理学问题困扰和谴责。
为了避开HES细胞和治疗性克隆研究的伦理学争论,科学家努力尝试找到一条将人类的体细胞直接转化为多潜能干细胞的途径,即诱导多潜能干细胞技术。
1996年,英国科学家将供体细胞的细胞核移植到去掉细胞核的受体卵母细胞中,从而导致Dolly羊的诞生,这在生命科学领域引起不小的轰动。
后续科学家从中得到启发,受体细胞的细胞质中含有某种或某些重启细胞核基因表达的因子成分。
2003年,Gurdon团队研究发现,将小鼠胸腺细胞和成人外周血淋巴细胞的细胞核注入爪蟾卵母细胞后,Oct4呈现高度表达,这是哺乳动物干细胞中最具特征性的标志物,而细胞核的分化标志物丧失。
这就说明实验中哺乳动物的细胞核可直接被卵母细胞质成分因子重构,从而表达Oct4,这项研究开启了诱导人类体细胞转变成干细胞的新思路。
ips细胞造模方法IPS细胞(induced pluripotent stem cells)是由成体细胞通过基因重编程技术转化而来的多能干细胞。
它具有与胚胎干细胞相似的自我复制和分化潜能,被认为是再生医学研究领域的重要突破之一。
本文将探讨IPS细胞的制备方法及其应用前景。
一、传统方法:基因转导传统的IPS细胞制备方法主要是通过基因转导技术,将一组特定的转录因子(Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc)导入到成体细胞中,使其重新获得多能干细胞的特性。
这些转录因子能够重新激活胚胎发育过程中的基因网络,使成体细胞回退到多能状态。
然而,这种方法存在着许多问题,如基因插入位点的不确定性、细胞易受损等,限制了其应用。
二、新兴方法:化学物质诱导为了克服传统方法的缺点,研究人员提出了化学物质诱导的IPS细胞制备方法。
这种方法通过添加一系列特定的化学物质,如小分子化合物、生长因子和细胞外基质等,来诱导成体细胞向多能干细胞转化。
相比基因转导方法,化学物质诱导的IPS细胞制备方法更加安全、高效,并且不会引入外源基因。
三、优势与应用前景1. 无需胚胎:相比胚胎干细胞,IPS细胞的制备不需要损害胚胎,避免了伦理争议。
2. 个体特异性:IPS细胞是从患者自身的成体细胞中获得的,具有相同的遗传背景,可以避免免疫排斥反应,为个体化医疗提供了可能。
3. 疾病研究与药物筛选:IPS细胞可以通过分化为各种细胞类型,如心脏细胞、神经细胞等,用于模拟疾病的发生和发展过程,加深对疾病机制的理解,并用于药物的筛选和评价。
4. 组织工程与再生医学:IPS细胞可以分化为各种细胞类型和组织,如心血管组织、神经组织等,为组织工程和再生医学提供了新的可能。
5. 疾病治疗:IPS细胞可以通过基因修复等方法,将其分化为患者需要的特定细胞类型,用于治疗一些难治性疾病,如癌症、糖尿病等。
总结起来,IPS细胞的制备方法不断发展和完善,化学物质诱导的方法具有更多的优势,为再生医学的研究和应用提供了广阔的前景。