小分子化合物BrdU促进化合物诱导重编程的研究
本文选题:5-溴脱氧尿嘧啶核苷 + BrdU ; 参考:《中国科学院上海药物研究所》2016年博士论文
【摘要】:胚胎干细胞(Embryonic Stem Cells,ESC)来源于胚胎囊胚期内细胞团,具有自我更新和多向分化能力,在再生医学领域有广泛的应用前景。但胚胎干细胞的获取需要破坏胚胎,存在伦理问题,且应用时存在免疫排斥问题,这两个问题限制了胚胎干细胞的应用。2006年,Yamanaka等利用逆转录病毒介导Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc 4个多能性相关的转录因子(OKSM)表达,成功将体细胞重编程,获得了诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSC)。诱导性多能干细胞避免了伦理问题和免疫排斥问题,在再生医学领域的应用前景令人瞩目。但iPS技术一直受困于重编程方法的安全隐患和低效率两大难题,不能真正用于临床治疗。应用小分子化合物促进重编程则是解决以上难题的可能途径。小分子化合物不仅能提高重编程的效率或替代某些转录因子,还能帮助我们探究重编程的机制。2013年,化合物诱导性多能干细胞(chemical induced pluripotent stem cells,CiPSC)的成功,解决了iPS的安全性问题,小分子化合物也成为iPS研究的热点。本论文的研究目标是发现能促进重编程的小分子化合物,并通过探究其作用机制来研究重编程机制,为iPS最终走向再生医学应用做出贡献。应用本课题组建立的促进四因子诱导iPS化合物筛选体系,我们在化合物库中筛选到常用的生物试剂5-溴脱氧尿嘧啶核苷(BrdU)。在Oct4,Sox2,klf4,c-Myc四因子诱导条件下,BrdU能显著提高iPS诱导效率,加快重编程的进程,且加入BrdU得到的iPS与胚胎干细胞的特性高度相似。BrdU还能够提高Oct4,Sox2和klf4三因子和Oct4,klf4两因子的诱导效率。进一步研究发现,BrdU能代替Oct4,与Sox2,klf4和c-Myc诱导重编程,并成功得到了SKM-iPS细胞系。在CiPS诱导实验中,BrdU在与已报到的化合物组合时,分别能够提高7个化合物VC6PFZT和4个化合物组合C6FZ的诱导效率,得到多能性与胚胎干细胞接近的CiPS。我们还发现了新的化合物组合:BrdU与C6F(CHIR99021,6616452,Forskolin)可诱导CiPS,且得到的CiPS与与胚胎干细胞的形态和功能十分接近。在机制研究中我们发现BrdU可能通过降低基因组整体的甲基化水平来推动重编程。本论文的研究为安全、高效的获得iPS提供了新的途径,为研究全化合物诱导人类iPS提供了重要的候选化合物和组合,为iPS早日应用于人类临床治疗做出了贡献。
[Abstract]:Embryonic Stem cells ESCs derived from the cell mass in blastocyst stage have the ability of self-renewal and multi-differentiation, so they have a wide application prospect in the field of regenerative medicine. But the acquisition of embryonic stem cells needs to destroy the embryo, there are ethical problems, and the application of the problem of immune rejection, These two problems limited the application of embryonic stem cells. In 2006, Yamanaka et al successfully reprogrammed the somatic cells by using retrovirus-mediated expression of Oct4G Sox2G Klf4 and c-Myc four transcription factors related to pluripotency, and obtained induced pluripotent stem cells of inducible pluripotent stem cells. Inducible pluripotent stem cells avoid ethical problems and immune rejection problems, so the application prospect of induced pluripotent stem cells in regenerative medicine is attractive. However, iPS technology has been trapped in the safety and low efficiency of reprogramming methods, which can not be used in clinical treatment. The application of small molecular compounds to promote reprogramming is a possible way to solve these problems. Small molecular compounds can not only improve the efficiency of reprogramming or replace some transcription factors, but also help us to explore the mechanism of reprogramming. In 2013, the success of compound induced pluripotent stem cell chemical induced pluripotent stem cells solved the security problem of iPS. Small molecular compounds have also become the focus of iPS research. The aim of this paper is to find small molecular compounds that can promote reprogramming, and to study the reprogramming mechanism by exploring the mechanism of reprogramming, and to contribute to the application of iPS to regenerative medicine. Using the screening system of iPS compounds induced by four factors established by our team, we screened the commonly used biological reagents, 5-bromodeoxyuridine (5-bromodeoxyuridine) BrdUX, in the compound library. Under the condition of Oct4N Sox2Klf4nc-Myc induction, BrdU can significantly improve the induction efficiency of iPS and speed up the process of reprogramming. The iPS obtained by adding BrdU is highly similar to embryonic stem cells. BrdU can also improve the induction efficiency of Oct4N Sox2 and klf4 three factors and Oct4Klf4. It was further found that BrdU can replace Oct4 and reprogram with Sox2chlf4 and c-Myc, and the SKM-iPS cell line was successfully obtained. In the CiPS induction experiment, BrdU can improve the induction efficiency of 7 compounds VC6PFZT and 4 compound combinations C6FZ respectively when combined with the reported compounds, and obtain Cipps with pluripotency similar to that of embryonic stem cells. We also found that a new compound combination of: BrdU and C6FNCHIR99021n6616452Forskolin could induce CiPS, and the CiPS obtained was very close to the morphology and function of embryonic stem cells. In the study of mechanism, we found that BrdU may promote reprogramming by reducing the methylation level of genome as a whole. The research in this paper provides a new way to obtain iPS safely and efficiently, provides important candidate compounds and combinations for the study of human iPS induced by whole compounds, and contributes to the early application of iPS in human clinical therapy.
【学位授予单位】:中国科学院上海药物研究所
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:R96
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 王欣,赵秀兰,古强;应用BrdU免疫组化标记技术的体会[J];天津医科大学学报;2005年03期
2 蔡一德;姊妹染色单体的显带——BrdU AG法[J];国外医学.遗传学分册;1984年02期
3 晏炬;;抗BrdU单克隆抗体技术[J];国外医学(分子生物学分册);1993年02期
4 ZHAO Peng;FU Juan Ling;YAO Bi Yun;JIA Yong Rui;ZHOU Zong Can;;S Phase Cell Percentage Normalized BrdU Incorporation Rate, a New Parameter for Determining S Arrest[J];Biomedical and Environmental Sciences;2014年03期
5 张本斯;李庄;杨新文;洪永华;;BrdU标记骨髓间充质干细胞的研究[J];大理学院学报;2007年02期
6 黄莉明;张娇;章庆国;;5-BrdU标记的骨髓间充质干细胞对大鼠创面愈合的作用研究[J];组织工程与重建外科杂志;2008年01期
7 王小蕊;侯相麟;席亚明;张海红;;成人骨髓间充质干细胞的鉴定与体外BrdU标记[J];中国组织工程研究与临床康复;2008年21期
8 蓝玲;郭灵;;提高BrdU标记成年大鼠在体脑神经干细胞增殖和分化效率的研究[J];广西医学;2009年02期
9 樊彩兰;刘伯轩;李晶;岳晓华;李华青;张悦红;王建华;牛勃;;BrdU体外示踪大鼠骨髓间充质干细胞的成骨分化[J];中国组织工程研究与临床康复;2009年27期
10 朱峰;郭光华;詹剑华;谢安;;兔骨髓间充质干细胞体外BrdU标记的实验研究[J];广东医学;2010年15期
相关会议论文 前10条
1 黄莉明;;5-BrdU标记的骨髓间充质干细胞对大鼠创面愈合的作用研究[A];2009全国中西医结合皮肤性病学术会议论文汇编[C];2009年
2 廖贵清;李传真;李清;苏宇雄;刘海潮;李金;王勤;区德明;;BrdU标记SD大鼠舌背粘膜的实验研究[A];第五次全国口腔颌面—头颈肿瘤学术研讨会论文汇编[C];2006年
3 Nobuaki TAMAMAKI;;Presence of GABAergic neuron progenitors in the mouse neocortex and spinal cord[A];Proceedings of the 7th Biennial Meeting and the 5th Congress of the Chinese Society for Neuroscience[C];2007年
4 ;The birthdates of GAB Aergic neurons in the mouse spinal cord[A];Proceedings of the 8th Biennial Conference of the Chinese Society for Neuroscience[C];2009年
5 王智琴;杨微;陈聪;王捷;;BrdU-EUSA检测皮肤过敏方法的建立及其机制[A];中国毒理学会第六届全国毒理学大会论文摘要[C];2013年
6 CHEN Tao;DU Yan-chun;HU Chun-yan;;Evaluation of cell proliferation of alimentary canal in Rhesus monkey with BrdU after gamma irradiation exposure[A];2013年(第三届)中国药物毒理学年会暨药物非临床安全性评价研究论坛论文摘要[C];2013年
7 代秀松;肖玉周;周建生;;BrdU体外标记移植许旺细胞在构建人工神经中的应用[A];第二届华东地区骨科学术大会暨山东省第九次骨科学术会议论文汇编[C];2007年
8 杜娟;徐群渊;;LPS reduced neurogenensis in SVZ by increased synthesis of iNOS and NO[A];中国解剖学会2012年年会论文文摘汇编[C];2012年
9 ;Effect of Shexiang Baoxin Wan on cell apoptosis and expression of inflammatory factors in human umbilicial vein endothelial cells induced with H_2O_2[A];第十三次全国心血管病学术会议论文集[C];2011年
10 何国群;黄俊明;黄琼;郑穗生;李庆;;BrdU掺入法评估化学物皮肤致敏性的实验研究[A];中国毒理学会第二届全国中青年学者科技论坛会议论文集[C];2007年
相关博士学位论文 前1条
1 龙媛;小分子化合物BrdU促进化合物诱导重编程的研究[D];中国科学院上海药物研究所;2016年
相关硕士学位论文 前10条
1 冯进益;BrdU标记对大鼠骨髓间充质干细胞增殖与成骨能力的影响[D];福建医科大学;2010年
2 李建伟;BrdU标记示踪脂肪成体干细胞成骨分化的实验研究[D];第四军医大学;2008年
3 王坤;经BrdU标记的兔BMSCs复合FS体外增殖与成骨分化能力的实验研究[D];昆明医学院;2011年
4 耿江涛;小鼠子宫内膜BrdU、Musashi-1和P63的表达及其意义[D];暨南大学;2011年
5 李岳;大鼠正中隆起Nestin,Sox2和BrdU阳性细胞的分布及形态学研究[D];河北医科大学;2013年
6 段淼;促红细胞生成素对新生鼠缺氧缺血性脑损伤后BrdU、Nestin表达的影响[D];遵义医学院;2011年
7 陈群嫦;去铁胺对新生鼠缺氧缺血性脑损伤后BrdU、GFAP表达的影响[D];遵义医学院;2010年
8 王旭芹;促红细胞生成素对新生鼠缺氧缺血性脑损伤后BrdU、GFAP表达的影响[D];遵义医学院;2011年
9 曾光伟;电针对脑缺氧缺血新生大鼠海马结构Nestin、BrdU和GFAP表达的影响[D];郑州大学;2004年
10 程文广;应用人脐带血间充质干细胞修复小鼠皮肤创面的实验研究[D];第三军医大学;2008年
,本文编号:1968671
本文链接:https://www.wllwen.com/yixuelunwen/yiyaoxuelunwen/1968671.html