G1期对pre-iPSCs重编程的调控作用

发布时间：2020-12-04 07:25

　　背景:自诱导多能干细胞（iPSCs）技术建立以来,人们可以将已经分化的成体细胞重编程成具有与胚胎干细胞类似的多能性细胞。该技术为干细胞与再生医学领域带来了无限的前景。然而,诱导产生多能干细胞的过程错综复杂,其机制尚未完全阐释。在体细胞重编程过程中并不是所有的细胞都能诱导成为多能干细胞,事实上绝大部分的细胞具备与多能干细胞相似的特征形态,但是其核心多能网络并未激活,不表达多能核心基因,称为pre-i PSCs。另外,细胞的增殖分化离不开细胞周期,越来越多的研究表明,不同类型细胞之间的增殖速率与细胞周期存在明显的差异。这些发现提示着诱导多能干细胞与细胞周期有着极其密切的联系,研究细胞周期与诱导多能干细胞或许能揭示重编程机制中不为人知的奥秘。目的:1、通过研究不同类型细胞之间的增殖速率,力求探究其细胞周期内部的联系。2、通过对细胞周期的调控,促使pre-iPSCs重编程成真正的iPSCs。3、构建新型快速的重编程体系,探索快速重编程与细胞周期之间的关系。探索pre-iPSCs如何通过细胞周期诱导成多能干细胞,也许是探究重编程机制的新途径。方法:通过细胞计数分析不同类型多能性细胞的增殖速率;对... 

【文章来源】：广州医科大学广东省

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Waddington的表观遗传示意图

第一部分：前言7图1.2胚胎干细胞可以分化为不同类型的细胞当一个细胞具有发育成为任何一种细胞的能力时，这种细胞就被称为全能细胞。例如，动物发育的早期阶段，受精卵就是这样的全能性细胞，它能发育成成体的所有类型细胞。当一种细胞能分化成为几种特定类型的细胞，而不是所有细胞时，该细胞被认为是具备多能性的。在这两种情况下，细胞核都是一样的，其包含了编码整个生物体所需的所有遗传信息，但只有某些基因被激活。在不断增殖分化的过程中，细胞的多能性逐渐受到限制，人们往往认为细胞分化的过程是不可逆转的。1.1.2重编程已经分化的细胞具有其特定的外观形态和特异结构功能，同时多能性也随之丢失。如果将已经分化的细胞重新编程为具备多能性状态的细胞，会对临床研究以及现代医学有积极的作用。重编程已被用于诱导已分化的细胞向具有多能性的胚胎状态转化。虽然重编程技术存在着效率低下，机制尚未完善等问题，但是重编程技术的应用前景十分广泛，在药物开发、组织再生、新品种研发等领域具有非常重大的意义。目前，体细胞重编程最常用的研究方法是诱导多能干细胞(iPSCs)，另外还有体细胞核移植(SCNT)和细胞融合(Cellfusion)这两组主流的体细胞重编程方法。1.1.2.1体细胞核移植体细胞核移植(SomaticCellNuclearTransfer,SCNT)，是体细胞重编程的一种技术，它的方法是将一个卵母细胞去核，然后取出一个供体细胞的细胞核，让其

广州医科大学硕士学位论文8注入到卵母细胞中，最终获得发育为完整个体的能力。人类史上第一例体细胞核移植动物出现在1958年，英国科学家JohnGurdon用非洲爪蟾(XenopusLaevis)幼体肠细胞核移植入去核卵细胞，成功发育为一个完整个体，而此个体的基因组与供体细胞的基因一致[2]，由于该实验在当时极具创新性，2012年诺贝尔生理学或医学奖由JohnGurdon获得。随后，哺乳动物核移植也相继报道。1975年，英国科学家J.DerekBromhall用兔的胚胎细胞核注射入去核卵母细胞，实验发现这种重新构建的胚胎能够正常发育，并且能够发育到桑葚胚[3]。而1986年，英国科学家SteenWilladsen将绵羊的8-细胞胚胎的一个卵裂球分离出来，然后与一个去核卵母细胞进行电融合形成一个重构胚胎，他们发现这一新的胚胎不仅能够在体外继续发育，并且能够移动和植入到受体的子宫继续发育，最终成功地获得了存活的小羔羊3只[4]。人类历史上第一例体细胞核移植哺乳动物是绵羊Dolly[5]，它在1997年诞生。图1.3克隆绵羊Dolly诞生的技术流程图克隆羊Dolly打开了体细胞核移植的新篇章，全世界范围内相继报道出体细胞核移植的可行性，如克隆牛(1998年)[6]、克隆小鼠(1998年)[7]、克隆山羊(1999年)[8]、克隆猪(2000年)[9]、克隆家兔(2002年)[10]、克隆家猫(2002


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