山中伸弥发明IPS细胞介绍及启示
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免疫排斥反应。
研究目标：
论文解决的关键问题：
Induced pluripotent stem cells,iPSs
2009年1月《环球科学》 文/Tim Hornyak
当历史学家为干细胞研究 撰写编年史时，山中伸弥 （Shinya Yamanaka）很可 能以一个“和事佬”的角 色被载入史册：这位日本 科学家用一种前所未有的 方式，终结了胚胎干细胞 领域旷日持久的伦理之争。
作者与成果介绍：
• 作者：山中伸弥（Shinya Yamanaka），日本京都大 学前沿医学研究所教授， 医学家
• 发表期刊：《Cell》 • 时间：2006.8.25 • 地位：2012年诺贝尔生理
学奖（John B. Gurdon， UK)
文章背景：
Sir Martin John Evans
同上
将这四种因子又一起 Figure 6. 导入了小鼠尾尖成纤 Characterization of iPS 维细胞（TTFs），并进 Cells Derived from 行了与之前相同的检 Adult Mouse Tail-Tip 测，发现同样可以诱 Fibroblasts 导形成IPS细胞。
观察去除掉该因子后细 down the Candidate
胞能否诱导成功，最终 Factors 筛选出4个。
通过这四种转录因子的 分子生物学：RT-PCR、 研究IPS和ES在细胞形 Figure 3. Gene-
确获得了类似胚胎干细 DNA微阵列技术
态、基因表达上的相似 Expression Profiles of
⑤进一步研究4种转录 real-time PCR、
略
因子在IPS与ES细胞中 western blot、southern
的表达情况，明确IPS blot。
与ES细胞在基因表达
水平上的差异。
Figure 7. Biochemical and Genetic Analyses of iPS Cells
文章创新之处：
研究思路：
• 基因选择性表达：每一种细胞的特性都是由特异性的蛋白决定的，正 常的体细胞中表达的基因决定其不能够继续分化，而ES细胞中特异性 表达的蛋白决定了其分化的多样性。
• 如果将这些维持胚胎干细胞多样性的特异性蛋白转入体细胞中，能否 使体细胞具有胚胎干细胞的特性？
研究过程：
over 100 factors
数学统计：Pearson相 查，发现其能够分化为 Figure 5. Pluripotency of
关分析
多种组织器官，说明其 iPS Cells Derived from
具有多能性。
MEFs
论点
证明方法
证明过程
论文对应部分
不仅是小鼠胚胎成纤 维细胞（MEFs）可被 诱导，他分化程度
很高的体细胞也可被 诱导。
胞的多功能干细胞。 表观遗传学：染色质免 之处和差异发现ips细 iPS Cells
疫沉淀分析
胞只是类似ES细胞；同 Figure 4. Global Gene-
组织学：裸鼠皮下移植、时对IPS细胞发育形成 Expression Analyses by
免疫组化染色
的畸胎瘤进行组织学检 DNA Microarrays
24 factors
得出的结论：
4 factors
trasduction in MEFs
iPS cells
— iPS cells
使用了何种材料和方法支持论点？
• 证据充足：正文14页，图表数据7页，补充材料 41页。 • 方法技术： • 分子生物学方法：转基因技术、RT-PCR、DNA microarray、real-time
Induction of Pluripotent Stem Cells from Mouse Embryonic and Adult Fibroblast Cultures by
Defined Factors
Kazutoshi Takahashi1 and Shinya Yamanaka1,2,*
汇报人：XXX
组合在一起才能完成诱 导，其余情况均不可。
将24种因子全部加入小 Figure 1. Generation of 鼠MEF细胞中进行诱导 iPS Cells from MEF 可以得到IPS细胞，然 Cultures via 24 Factors 后将每种因子逐个去除，Figure 2. Narrowing
pearson相关分析student?stestonefactorova论点证明方法证明过程论文对应部分只有oct34sox2myc和klf4这四种转录因子是必需的且必须组合在一起才能完成诱导其余情况均不可计算机统计分析动物细胞培养形态学分析将24种因子全部加入小鼠mef细胞中进行诱导可以得到ips胞然后将每种因子逐个去除观察去除掉该因子后细胞能否诱导成功最终筛选出4ipscellsfrommefculturesvia24factorsfigurenarrowingdowncandidatefactors通过这四种转录因子的确获得了类似胚胎干细胞的多功能干细胞
PCR、western blot、southern blot • 表观遗传学方法：染色质免疫沉淀分析 • 组织学方法：裸鼠移植、免疫组化染色 • 数学统计方法：Pearson相关分析、Student's t test、one-factor
ANOVA
论点
证明方法
证明过程
论文对应部分
只有Oct3/4、Sox2、c- 计算机统计分析 Myc和Klf4这四种转录 动物细胞培养 因子是必需的，且必须 形态学分析
文章背景：
Dr. James Thomson
Obtained in human in 1998
在当时出现的问题：
• 引发伦理争议 利用试管婴儿技术获得受精卵的夫妇将多余胚胎捐赠给实验室， 用于其他研究。这种通过破坏胚胎来获取胚胎干细胞供人类研究的 做法引发了很大的伦理争议。
• 免疫排斥反应 利用胚胎干细胞形成的组织在给患者进行器官移植过程中会发生
IPSs能够像胚胎干细胞 显微注射 一样促进胚胎的发育。 组织学分析
将绿色荧光蛋白基因 标记的IPSs显微注射至 小鼠囊胚，发现IPSs参
与了小鼠三胚层的分 化，说明IPS能够促进 胚胎的发育。
Figure 6. Characterization of iPS Cells Derived from Adult Mouse Tail-Tip Fibroblasts
“对于这样的研究， 我们实验室根本不 具备竞争力，所以 我想，反其道而行 之或许是条出路—— 不是让胚胎干细胞 变成什么，而是让 别的东西变成胚胎 干细胞。”
• 突破惯性思维，敢于挑战所谓的“自然规律”——逆转生命的时钟。 • 在关于生物可能性的思考上更加开放——脑洞大开。
研究目标：
论文解决的关键问题：
Induced pluripotent stem cells,iPSs
2009年1月《环球科学》 文/Tim Hornyak
当历史学家为干细胞研究 撰写编年史时，山中伸弥 （Shinya Yamanaka）很可 能以一个“和事佬”的角 色被载入史册：这位日本 科学家用一种前所未有的 方式，终结了胚胎干细胞 领域旷日持久的伦理之争。
作者与成果介绍：
• 作者：山中伸弥（Shinya Yamanaka），日本京都大 学前沿医学研究所教授， 医学家
• 发表期刊：《Cell》 • 时间：2006.8.25 • 地位：2012年诺贝尔生理
学奖（John B. Gurdon， UK)
文章背景：
Sir Martin John Evans
同上
将这四种因子又一起 Figure 6. 导入了小鼠尾尖成纤 Characterization of iPS 维细胞（TTFs），并进 Cells Derived from 行了与之前相同的检 Adult Mouse Tail-Tip 测，发现同样可以诱 Fibroblasts 导形成IPS细胞。
观察去除掉该因子后细 down the Candidate
胞能否诱导成功，最终 Factors 筛选出4个。
通过这四种转录因子的 分子生物学：RT-PCR、 研究IPS和ES在细胞形 Figure 3. Gene-
确获得了类似胚胎干细 DNA微阵列技术
态、基因表达上的相似 Expression Profiles of
⑤进一步研究4种转录 real-time PCR、
略
因子在IPS与ES细胞中 western blot、southern
的表达情况，明确IPS blot。
与ES细胞在基因表达
水平上的差异。
Figure 7. Biochemical and Genetic Analyses of iPS Cells
文章创新之处：
研究思路：
• 基因选择性表达：每一种细胞的特性都是由特异性的蛋白决定的，正 常的体细胞中表达的基因决定其不能够继续分化，而ES细胞中特异性 表达的蛋白决定了其分化的多样性。
• 如果将这些维持胚胎干细胞多样性的特异性蛋白转入体细胞中，能否 使体细胞具有胚胎干细胞的特性？
研究过程：
over 100 factors
数学统计：Pearson相 查，发现其能够分化为 Figure 5. Pluripotency of
关分析
多种组织器官，说明其 iPS Cells Derived from
具有多能性。
MEFs
论点
证明方法
证明过程
论文对应部分
不仅是小鼠胚胎成纤 维细胞（MEFs）可被 诱导，他分化程度
很高的体细胞也可被 诱导。
胞的多功能干细胞。 表观遗传学：染色质免 之处和差异发现ips细 iPS Cells
疫沉淀分析
胞只是类似ES细胞；同 Figure 4. Global Gene-
组织学：裸鼠皮下移植、时对IPS细胞发育形成 Expression Analyses by
免疫组化染色
的畸胎瘤进行组织学检 DNA Microarrays
24 factors
得出的结论：
4 factors
trasduction in MEFs
iPS cells
— iPS cells
使用了何种材料和方法支持论点？
• 证据充足：正文14页，图表数据7页，补充材料 41页。 • 方法技术： • 分子生物学方法：转基因技术、RT-PCR、DNA microarray、real-time
Induction of Pluripotent Stem Cells from Mouse Embryonic and Adult Fibroblast Cultures by
Defined Factors
Kazutoshi Takahashi1 and Shinya Yamanaka1,2,*
汇报人：XXX
组合在一起才能完成诱 导，其余情况均不可。
将24种因子全部加入小 Figure 1. Generation of 鼠MEF细胞中进行诱导 iPS Cells from MEF 可以得到IPS细胞，然 Cultures via 24 Factors 后将每种因子逐个去除，Figure 2. Narrowing
pearson相关分析student?stestonefactorova论点证明方法证明过程论文对应部分只有oct34sox2myc和klf4这四种转录因子是必需的且必须组合在一起才能完成诱导其余情况均不可计算机统计分析动物细胞培养形态学分析将24种因子全部加入小鼠mef细胞中进行诱导可以得到ips胞然后将每种因子逐个去除观察去除掉该因子后细胞能否诱导成功最终筛选出4ipscellsfrommefculturesvia24factorsfigurenarrowingdowncandidatefactors通过这四种转录因子的确获得了类似胚胎干细胞的多功能干细胞
PCR、western blot、southern blot • 表观遗传学方法：染色质免疫沉淀分析 • 组织学方法：裸鼠移植、免疫组化染色 • 数学统计方法：Pearson相关分析、Student's t test、one-factor
ANOVA
论点
证明方法
证明过程
论文对应部分
只有Oct3/4、Sox2、c- 计算机统计分析 Myc和Klf4这四种转录 动物细胞培养 因子是必需的，且必须 形态学分析
文章背景：
Dr. James Thomson
Obtained in human in 1998
在当时出现的问题：
• 引发伦理争议 利用试管婴儿技术获得受精卵的夫妇将多余胚胎捐赠给实验室， 用于其他研究。这种通过破坏胚胎来获取胚胎干细胞供人类研究的 做法引发了很大的伦理争议。
• 免疫排斥反应 利用胚胎干细胞形成的组织在给患者进行器官移植过程中会发生
IPSs能够像胚胎干细胞 显微注射 一样促进胚胎的发育。 组织学分析
将绿色荧光蛋白基因 标记的IPSs显微注射至 小鼠囊胚，发现IPSs参
与了小鼠三胚层的分 化，说明IPS能够促进 胚胎的发育。
Figure 6. Characterization of iPS Cells Derived from Adult Mouse Tail-Tip Fibroblasts
“对于这样的研究， 我们实验室根本不 具备竞争力，所以 我想，反其道而行 之或许是条出路—— 不是让胚胎干细胞 变成什么，而是让 别的东西变成胚胎 干细胞。”
• 突破惯性思维，敢于挑战所谓的“自然规律”——逆转生命的时钟。 • 在关于生物可能性的思考上更加开放——脑洞大开。