诱导性多功能干细胞
《人诱导多能干细胞》团体标准
《人诱导多能干细胞》团体标准
《人诱导多能干细胞》团体标准是指用来确定和规范人诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells，简称iPSCs）制备和应用过程中的各项要求和指导方针的标准。
该团体标准通常由国际科学组织、研究机构、领域专家和政府部门等共同制定，旨在推动该领域的科学研究和应用，并确保其安全性、质量和可靠性。
人诱导多能干细胞是通过将成熟的人体细胞重新编程，使其回到类似胚胎干细胞的状态，具有潜在的重要应用价值。
然而，其制备和应用过程中存在着一系列技术和伦理等方面的挑战与风险，因此需要制定相应的团体标准来进行规范和指导。
《人诱导多能干细胞》团体标准可能包括以下内容：
1. iPSCs制备的方法和技术要求：包括细胞重编程的方法、培养条件、质量控制等方面的要求，确保iPSCs制备的高效性、稳定性和可重复性；
2. iPSCs的质量标准和鉴定方法：包括iPSCs的遗传稳定性、表型特征和分化潜能等方面的鉴定和评估标准；
3. iPSCs的应用指导和安全评估：包括iPSCs在再生医学、疾病模型建立等方面的应用指导，以及相关的安全性评估和监测措施；
4. 伦理和法律问题的考虑：包括伦理审查、知情同意和数据共享等方面的规范和指导。
通过制定和实施《人诱导多能干细胞》团体标准，可以促进该领域的国际合作和交流，提高iPSCs的制备和应用水平，同时保障研究的可持续发展和社会的公共利益。
诱导型多能干细胞鉴定标准
诱导型多能干细胞鉴定标准介绍在过去的几十年里，科学家们一直努力寻找一种能够在实验室中培养的多能干细胞，以代替胚胎干细胞的应用。
诱导型多能干细胞（induced pluripotent stem cells, iPSCs）的发现，为此目标的实现提供了新的可能性。
然而，为了确保iPSCs的正确鉴定和应用，需要制定一套严格的鉴定标准。
重要性鉴定标准的制定对于保证iPSCs研究的准确性和可重复性至关重要。
只有通过严格的鉴定标准，才能确保iPSCs的多能性、稳定性和可应用性。
此外，鉴定标准的制定还可以促进iPSCs研究的国际合作和信息共享，推动该领域的进一步发展。
与鉴定标准相关的因素制定iPSCs的鉴定标准需要考虑以下几个因素：多能性指标多能性是iPSCs的关键特征之一。
因此，鉴定标准需要包括对多能性的检测方法，如基因表达分析、细胞分化能力评估等。
克隆稳定性iPSCs的克隆稳定性是其应用的基础。
鉴定标准应包括对iPSCs的克隆稳定性的评估方法，如基因组稳定性分析、细胞系传代能力评估等。
高质量的细胞文库鉴定标准还应包括对iPSCs的质量要求。
只有在具备一定质量基础上的iPSCs才能被广泛应用。
因此，鉴定标准应包括细胞文库的建立和管理方法。
鉴定标准的可追溯性为了确保鉴定标准的有效性和可追溯性，需要制定明确的实验流程和数据分析方法。
此外，鉴定标准的制定还应包括数据的共享和存储规范。
诱导型多能干细胞鉴定标准的制定为了确保诱导型多能干细胞鉴定标准的全面性和有效性，应采取以下步骤：成立专家组应成立一个包括多个相关领域专家的工作组，以确保鉴定标准的全面性和权威性。
该工作组应包括基础研究、临床应用和伦理等各个方面的专家。
文献综述和经验总结工作组应对已有的文献进行综述和总结，了解当前iPSCs鉴定方法的优缺点，为鉴定标准的制定提供参考。
此外，工作组还应汇总各个实验室的经验和实践，了解当前实验室中iPSCs鉴定的常见问题和挑战。
IPS细胞
构建IPS细胞示意图
IPS细胞形成的分子机制
四、IPS细胞的筛选方法
a.形态学筛选 不对供体细胞做任何额外遗传修
饰的情况下，仅依靠形态学筛选的标准对细胞进行
筛选也能够分离出IPS细胞。
b.药物筛选 利用基因重组技术建立了具有药物
抗性基因的体细胞，并用特定药物进行筛选。
c.选用对多能性更为关键的基因（如Fbx25）作
2012年诺贝尔生理学或医学奖
发现成熟细胞可以被重新编程为多功能的干细胞（即诱导多 功能干细胞）
John B. Gurdon 约翰・格登
Shinya Yamanaka 山中伸弥
诱导多功能干细胞 （IPSC）
一、IPS细胞定义 二、获取IPS细胞的基本原理 三、制备IPS细胞的方法 四、IPS细胞的筛选方法 五、IPS细胞的鉴定 六、IPS细胞的应用前景 七、面临的问题
子区域。
返回
DNA甲基化：DNA的CG两个核苷酸的胞嘧
啶被选择性地添加甲基，形成5－甲基胞嘧啶，
常见于基因的5‘-CG-3’序列。DNA的甲基化可
引起基因的失活。
返回
CpG岛：CpG即核苷酸对，CpG双核苷酸在人类
基因组中的分布很不均一，而在基因组的某些区
段，CpG保持或高于正常概率，这些区段被称作
CpG岛。 CpG岛主要在基因的启动子和第一外显
一、IPS细胞定义
诱导多潜能性干细胞（又称多潜能干细胞， induced pluripotent stem cells, IPS cells）是由 一些多能遗传基因导入皮肤等受体细胞中通 过基因重新编排方法，“诱导”普通细胞回 到最原始的胚胎发育状态，能够像胚胎干细 胞一样进行分化。
IPS细胞与胚胎干细胞（ES）形态相似、核 型、端粒酶活性、体外分化潜能均相同，同 时也能够表达相同的表面标志分子。
诱导性多能干细胞的研究概况
一
的研究奠 定了基础。 Ｊ ｍｅ Ｔｈ ｍｓ ｎｄ 组 的 华人 女学 者 俞 ａ ｓ ｏ ｏ ￣ 君 英 利 用 非 整 合 型 附 着 体 载 体 （ｐ ｓ ｍａ ｅ ｉｏ ｌ ｖ ｃ ｏ ｓ方法 获 得 了 人 类ｉ Ｓ 胞 ［， 去 除 ｅ ｔｒ） Ｐ细 ６在 １ 掉 附 着 体后 ， 些 ｉ Ｓ 这 Ｐ 细胞 就 成 为 了没 有 外 来ＤＮＡ的ｉ Ｓ细 胞 ， 而 解决 了可 能癌 变 的 Ｐ 从 问题 。 诱 导 因子组 合 方面 。 ０ ８ １ Ｙ ｍａ ２ ０ 年 月， ａ ｎ ａ ａ 人发 现 ， 个 转 录 因子 中去 除 ｃ Ｍｙ ｋ等 从４ — ｃ 也 可 以 产 生ｉ 细 胞 ， 是ｉ 细 胞 产生 后 ＰＳ 只 ＰＳ 的效 率 比 包 含ｃ －Ｍｙｃ 时候 要 低 很 多 。 的 １他 们 先 后 尝 试 了不 同 的 供 体 细 胞 （ 鼠 胚 胎 小 成 纤 维 细 胞 （ Ｆ ） 成 年 小 鼠 尾 尖 成 纤 维 ＭＥ ｓ 、 细 胞 以 及 成 年 人 成 纤 维 细 胞 ） 在 这 几 种 细 ， 胞 中仅 导 入 Ｏｃ ４ Ｓ ｘ ；ｌ ｆ 均 可 以 获 得ｉ ｔ ， ｏ ２￣ Ｋｌ４ Ｐ 细胞 。 Ｓ 虽然 ， ４ 因子 中去 除 ｃ 从 种 －Ｍｙ 会 ｃ ＰＳ细 胞 的 临 床 应 用 。 严 重 影 响 诱 导 效 率 ， 从 安 全 性 的 角 度 考 ｉ 但 虑， 因为 ｃ Ｍｙ 有潜 在 的 致 癌 作 用（ 有 ｃ － ｃ 带 ～ ｍｙ 转 基 因 的 小 鼠 有 些 产 生 了肿 瘤 ， 可 参考文献 ｃ 这 能是 ｃ —ｍｙｃ 因的 活 化 造 成 的 ） 它 的 去 除 ［１Ｔａ ａ ａｈｉＫ ， ｍａ ａ ａ Ｓ．ｎ ｕ ｔｏ 基 ， １ ｋ ｈ ｓ Ｙａ ｎ ｋ Ｉｄ ｃｉｎ ｏ ｕｒｐｏ ｅ ｔ ｔ ｍ ｃ ｌｓ ｒ ｆ ｐｌ ｉ ｔ ｎ ｓ ｅ ｅｌ ｆｏｍ ｍ ｏｕ ｅ ｓ 对 于 ｉ Ｓ细 胞 研 究 是 一 个 长 足 的 进 步 。 Ｐ ｅ ｂｒ ｎ ｃ ａ ｄｕｔ ｆｂｒ ｂｌｓ ｕ ｔ ｅ ｍ ｙｏ ｉ ｎｄ ａ ｌ ｉ ｏ ａ ｔｃ ｕｒ ｓ ｌ 体 细 胞 种 类 选 择 方 面 。 前 已证 实 逆 目 转录 病 毒 （ 括慢 病 毒 ） 导 的Ｏ ｔ等４ 因 包 介 ｃ４ 个 ｂ ｅｉ ｅ ａ ｔ ｒ ． ｅ ， ０ ６ ｌ ６４ ： ｙ ｄ ｆ ｄ ｆｃｏ ｓ Ｃ ｌ ２ ０ ，２ （ ） ｎ ｌ ６６３～ ６ ７６． 子 共 同转 染 ， 乎 可 以 将 各 种 类 型 的 体 细 几 胞 重 编 程 为ｉ Ｓ Ｗ ， 括 成 纤 维 细 胞 、 Ｐ ￣胞 包 肝 ［】Ｔａ ａ ａ ｈ Ｔａ ａ ｅ Ｋ， ｎ ｌ Ｍ ，ｔ ２ ｋ ｈ ｓ ｉＫ， ｎ ｂ Ｏｈ ｕｄ ａ
诱导性多功能干细胞
研究历史
诱导多能干细胞最初是日本人山中伸弥（ShinyaYamanaka）于2006年利用病毒载体将四个转录因子的组合 转入分化的体细胞中，使其重编程而得到的类似胚胎干细胞的一种细胞类型。随后世界各地不同科学家陆续发现 其他方法同样也可以制造这种细胞。
2007年11月20日，美国威斯康星大学詹姆斯·汤姆森的研究小组在《科学》杂志发表体细胞转变成“诱导性 多能干细胞”（iPS细胞）的成果，而日本京都大学教授山中申弥领导的研究小组也于同日在《细胞》杂志发表 类似的研究结果。紧接着皮肤细胞转为干细胞后，美国马萨诸塞州怀德海特生物医学研究所的雅各布·汉纳的小 组用来自患病小鼠尾巴的皮肤细胞产生了诱导性多能干细胞。
因此，iPS细胞的制作与发现，也成为医学、药学或是食品等之安全实验平台。此外，当技术成熟后，例如 男性细胞也可以制作出卵子，甚至老化细胞的重生，也不再是不可能的梦想。
特性和作用
iPS细胞同样具有自我更新和分化的全能性，从日本科学家ShinyaYamanaka于2006年第一次发现这一技术到 现在，科学家已经成功从小鼠，大鼠，猕猴，猪和人的体细胞中诱导并获得iPS细胞，而且诱导技术也产生了巨 大的革新，减少外源转录因子，使用非整合病毒，质粒法等等都能够产生iPS细胞，最近，有报道称利用纯蛋白 的方法也可以获得iPS细胞。iPS技术具有巨大的潜在应用价值，利用iPS技术能够获得病人或者疾病特异的多能 性干细胞，这样可以避免移植过程中的免疫排斥问题，也绕开了人类胚胎干细胞研究所带来的伦理问题。
2009年3月伊始，iPS细胞研究便相继迎来两项重大突破。
组成基因
IPS细胞是由一些多能遗传基因导入皮肤等细胞中制造而成。在制造过程中，研究人员使用了4种遗传基因， 同时加入了7种包括可阻碍特定蛋白质合成的物质和酶在内的化合物，以研究其各自的制造效率。
诱导性多能干细胞研究及临床应用
症； ２ ０ ０ ９年 Ｘ ｕ 等 利 用ｉ Ｐ Ｓ Ｃ ｓ诱 导 来 的 内 皮 前 体 细 同年美国研究者 胞和内皮细胞 成 功 治 疗 血 友 病 Ａ， ［ ３］ Ｌ ｅ ｅ等 建立了家族 性 植 物 神 经 功 能 不 全 症 的 细 胞 模型 ， 为治疗单 基 因 遗 传 疾 病 提 供 了 理 论 和 实 践 基 础； ２ ０ １ ２年 Ｓ ｏ ｎ ｇＢ 等
［ ４］
握的技术和未来人类ｉ Ｐ Ｓ Ｃ ｓ应用于临床的方法 。
将人类肾小球系膜细胞重
１ ｉ Ｐ Ｓ 细胞的起源
ｉ Ｐ Ｓ 技术的起源是 建 立 在 三 大 主 流 研 究 的 基 础 ［ ］ ８ 上的 。 首先 是 细 胞 核 移 植 导 致 的 重 编 程 。１ ９ ６ ２ 年， Ｊ ｏ ｈ ｎＧ ｕ ｒ ｄ ｏ ｎ利 用 来 自 成 体 青 蛙 肠 细 胞 的 细 胞 从而发育得到了成熟 核移植到未受 精 的 受 精 卵 中 ， 世界上第 １ 只克 隆羊多莉 诞 的蝌蚪 。 相隔 ３ ５ 年后 ， 生， 这是Ｉ ａ ｎＷ ｉ ｌ ｍ ｕ ｔ等利用乳腺 上 皮 细 胞 进 行 体 细 胞克隆产 生 的 哺 乳 动 物 。４ 年 后 ， Ｔ ａ ｋ ａ ｓ ｈ ｉＴ ａ ｄ ａ等 证明 了 Ｅ Ｓ Ｃ ｓ 含有 同样能进 行体细 胞重 组的相 关因 首 要 调 控 子 ”的 产 生 。１ 子。其 次 是 “ ９ ８ ７ 年， Ｓ ｃ ｈ ｎ ｅ ｕ ｗ ｌ ａ ｖ ｉ ｓ等 都 发 现 了 能 决 定 和 诱 导 给 ｙ 等和 Ｄ 定系统命运的一个转录因子 ， 并将 其命名 为 “ 首要调 。 随后 ， 有许多科学家们开始 寻找 能够调 控多 控子 ”
］ ７ 之一 ［ 。 本文着 重 讨 论 了 ｉ 目前所掌 Ｐ Ｓ Ｃ ｓ的 起 源，
诱导多能干细胞
We help you discover life
iPS
通过基因转染技术(gene transfection)将某些转录因子导入动物或人的体细胞, 使体细胞直接重构成为胚胎干细胞（embryonic stem cell, ESC）细胞样的多潜能细胞。 iPS细胞不仅在细胞形态、 生长特性、 干细胞标志物表达等方面与ES细胞非常相似, 而且在DNA甲基化方式、 基因表达谱、 染色质状态、 形成嵌合体动物等方面也与ES细胞几乎完全相同。
Cyagen Biosciences Inc.
We help you discover life
ES细胞和IPS细胞具有相同的基因。不同的是，ES细胞中的与细胞多能性有关的基因能够表达，如：oct4，Sox2等。而已分化的体细胞中的这些基因不能表达。通过导入与多能性有关的外源基因来激活体细胞中的多能性基因，从而使体细胞从分化状态重编程为多能性干细胞。
Cyagen Biosciences Inc.
We help you discover life
IPS细胞的鉴定
表面标志分子鉴定 IPS细胞能够表达多能干细胞特异的表面标志分子，如：ssea-1（阶段特异性胚胎抗原1），ssea-3等。这些物质在已分化体细胞表面不表达，从而鉴定。
IPS细胞与ES细胞具有相似的DNA甲基化模式和组蛋白修饰情况。IPS细胞中的多能基因，如oct-4，Nanong等的启动子区域CpG岛从高甲基化转变为类似ES细胞的低甲基化状态。
Cyagen Biosciences Inc.
We help you discover life
在中国：
2009年，中国科学家于2008年11月利用iPS细胞培育出小鼠——“小小” 中国科学院动物研究所周琪研究员和上海交通大学医学院曾凡一研究员领导的研究组合作完成的工作表明，利用iPS细胞能够得到成活的具有繁殖能力的小鼠，从而在世界上第一次证明了iPS细胞与胚胎干细胞具有相似的多能性。科学家表示，这一研究成果表明iPS干细胞或许同胚胎干细胞一样可以作为治疗各种疾病的潜在来源。
诱导的多能干细胞(iPS细胞)相关问题的临床问答
由于一 些 国家明确 反 对胚 胎
干 细 胞 研 究 ， 并 陆 续 宣布 禁止 胚 胎
பைடு நூலகம்
干细胞研 究 ， 使 国际上 干 细胞研 究
领 域最有前途 的研 究道路 被 逐 渐
堵 死 ， 许 多有 关 的 干 细 胞 研 究 处 于
进退 两难 的境地 ， 这 也 大 大打 击 了
一 些 国 家的 科 学 家对 于 干 细 胞 研
法 ， 这样得到的干 细 胞称为诱导多
功 能干 细 胞 ，
又
名
iP S
~
．
a
胞
。
这一
发
现 被 《自然 》 和 ((科 学》 杂 志 分 别
评 为2 0 0 7 年 第一 和 第二 大 科 学进
展 。 之 后 ， iP S 细 胞研 究迅 猛 发 展 ，
研 究 成 果 层 出 不 穷 。 科 学 家让 普 通
1 什 么是 i PS 技 术 ?
iP S 技 术 ， 即诱 导 多能性 干 细 胞 技术， 是一 种将分化 细胞重编程 为 类似 胚 胎 干 细 胞 的新兴 技 术 ， 它通 过 病毒载体 将 特定转 录 因子 组 合 转 入 被诱导细 胞 ， 使 其发 生 重编 程 。 i P S 细 胞 具 有 多 能 性 和 自我 更 新 的 能 力。
体 细胞
初 “
始化” ，
使其具备干 细胞
功能， 这就是
胞 “ iP S 细
” 。
“ i P S ~a
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 ， 因此 在
诱导多能性干细胞重编程方法及应用研究进展
诱导多能干细胞（iPSCs）是细胞重编程技术的一个重要应用领域。iPSCs是 通过反向工程的方式，将成熟细胞通过基因重组技术诱导回原始胚胎干细胞状态 的一种新型细胞。这种细胞具有类似于胚胎干细胞的多分化潜能，可以分化为各 种类型的细胞，因此被广泛应用于基础研究、药物筛选、再生医学等领域。
在医学领域，细胞重编程技术的应用前景十分广阔。首先，细胞重编程技术 在再生医学中发挥重要作用，通过将患者的体细胞重编程为iPSCs，可以获得与 患者基因型相匹配的、具有自体性质的细胞，用于替代损伤或病变的组织器官。 此外，细胞重编程技术在基因治疗和疾病研究方面也具有巨大的潜力。
展望未来，细胞重编程技术将在多个方向上持续发展。首先，对于细胞重编 程机制的研究将更加深入，有望为技术的进一步优化提供理论支持。其次，随着 基因编辑技术的发展，直接重编程和间接重编程技术有望实现更加高效和精确的 细胞类型转化。此外，通过结合生物信息学等技术，细胞重编程技术有望实现自 动化和个性化的发展。
三、关键技术探讨
1、基因编辑：基因编辑技术如CRISPR-Cas9等在iPSCs重编程中发挥了重要 作用。通过精准地编辑基因组，可以实现对特定基因的表达调控，进而提高重编 程效率。
2、体外培养：体外培养技术是实现iPSCs重编程的重要条件。优化培养体系、 制定适当的细胞生长条件，有助于提高重编程细胞的生存率和稳定性。
例如，通过将患者的体细胞直接重编程为特定类型的细胞，可以模拟疾病的 发生和发展过程，从而深入了解疾病的发病机制；同时，通过细胞重编程技术， 可以将患者的体细胞转化为具有正常功能的细胞类型，用于基因治疗和疾病治疗。
然而，尽管细胞重编程技术具有巨大的应用潜力，但目前仍存在一些问题和 挑战。首先，关于细胞重编程的机制尚不完全清楚，对技术的进一步优化和改进 仍需深入探讨。其次，细胞重编程过程中可能伴随一些潜在的风险和并发症，如 细胞恶变、基因组不稳定等，需要加强安全性评估和管理。此外，虽然iPSCs在 许多领域显示出巨大的潜力，但其异质性和致瘤性等问题仍需深入研究。
诱导多能干细胞IPS及发展简述
诱导多能干细胞IPS及发展简述1.定义：通过一定的途径将与细胞多能性有关的基因导入到已分化的体细胞中，或者同时添加一些辅助作用的小分子化合物使体细胞去分化重编程回到胚胎干细胞状态，所获得的细胞即为IPS细胞。
IPS细胞与胚胎干细胞（ES）形态相似、核型、端粒酶活性、体外分化潜能均相同，同时也能够表达相同的表面标志分子。
诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells, iPS cells）最初是日本人山中申弥（Shinya Yamanaka）于2006年利用病毒载体将四个转录因子（Oct4, Sox2, Klf4 和c-Myc）的组合转入分化的体细胞中，使其重编程而得到的类似胚胎干细胞的一种细胞类型。
随后世界各地不同科学家陆续发现其它方法同样也可以制造这种细胞。
2.获取原理: ES细胞和IPS细胞具有相同的基因。
不同的是，ES细胞中的与细胞多能性有关的基因能够表达，如：oct4，Sox2等。
而已分化的体细胞中的这些基因不能表达。
通过导入与多能性有关的外源基因来激活体细胞中的多能性基因，从而使体细胞从分化状态重编程为多能性干细胞。
（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）。
3.应用前景：3.1 建立疾病模型通过体外研究这些疾病特异性的iPS细胞，有助于间接推断疾病的发病机制及寻找有效的治疗措施。
3.2 研究人类发育生物学及新基因的发现而iPS细胞与Es细胞在生长条件、细胞表型、细胞的多能分化特性等许多方面有相似点，在一定程度上它可以代替ES细胞担任基础研究及临床应用角色。
iPS细胞体外自发分化的拟胚体可以模拟胚胎发育过程，可以作为组织、器官发生、发育研究的模型，弥补完整人胚不能用于这方面研究的缺陷。
诱导多能干细胞
Wnt信号通路
提高无c-Myc参与的OSK介导的IPS的 效率。
IPS技术的应用及其意义
1.基于IPS细胞的细胞移植治疗
2.人类疾病模型，病人特异的疾病及药物筛 选
3.重编程机理解析
4.新物种的多能肝细胞
基于IPS细胞的细胞移植治疗
人类IPS细胞走向临床应用面临着免疫排斥 的困难，而IPS技术有望解决这一难题。
可诱导病毒 表达系统：这个系统无 法避免病毒对宿主细胞 基因组的随机组合
多顺反子 及剪切体系：减少 病毒的插入位点，保 障所有转录因子在同 一受染细胞内的同时 表达，且表达量可以 实现一定的平衡。
Cre-LoxP重组 剪切系统：实现对外 源基因表达的调控及 切除外源的原癌基因
腺病毒：避免病毒载 体插入宿主细胞基因 组可能引起的基因突 变等后果。但是编程 效率低。
诱导多能干细胞(IPS) Induced pluripotent stem cell
IPS细胞的定义
通过一定的途径将与细胞多能性有关的基 因导入到已分化的体细胞中，或者同时添加一 些辅助作用的小分子化合物使体细胞去分化重 编程回到胚胎干细胞状态，所获得的细胞即为 IPS细胞。 IPS细胞与胚胎干细胞（ES）形态相似、 核型、端粒酶活性、体外分化潜能均相同，同 时也能够表达相同的表面标志分子。
IPS细胞的鉴定
基因表达模式和发育潜能鉴定
ES和IPS细胞基因表达谱基本相同。IPS细 胞具有发育为三个胚层的能力，并能参与 生殖系的发育，这与ES细胞相同。
信号通路
信号通路
TGF-P信号通路
是维持人类ES细胞多能性的 主要信号通路。
MEK和GSK3信号通路
MEK信号通路：促进肝细胞分 化。GSK3信号通路：抑制细胞 增值。
关于诱导性多能干细胞
诱导性多能干细胞【关键词】干细胞; 细胞分化; 转录因子诱导性多能干细胞（induced pluripotent stem cells, iPS）是通过基因转染技术(gene transfection)将某些转录因子导入动物或人的体细胞, 使体细胞直接重构成为胚胎干细胞（embryonic stem cell, ES）细胞样的多潜能细胞。
iPS细胞不仅在细胞形态、生长特性、干细胞标志物表达等方面与ES细胞非常相似, 而且在DNA甲基化方式、基因表达谱、染色质状态、形成嵌合体动物等方面也与ES细胞几乎完全相同。
iPS细胞的研究受到人们广泛的关注, 是目前细胞生物学和分子生物学领域的研究热点。
iPS细胞技术诞生还不到2年, 却为干细胞的基础研究和临床疾病治疗研究带来了前所未有的希望, iPS细胞技术的出现使人们从ES细胞和治疗性克隆等激烈的伦理学争论中解脱出来。
但是, 目前制备iPS细胞的方法在安全性方面还存在一定问题, 因此探索一种高效、安全的iPS细胞的制备方法显得十分必要。
1 iPS细胞的制备方法2006年T akahashi等［1］研究小组利用分别携带Oct4、Sox2、Myc和Klf4转录因子的4种逆转录病毒载体感染小鼠胚胎成纤维细胞(mouse embryonic fibroblasts, MEFs), 经过G418药物筛选成功获得第1批iPS细胞。
但是这批iPS细胞系中DNA甲基化的方式与自然存在的ES细胞不同, 而且这批iPS细胞不能形成畸胎瘤。
Okita等［2］研究小组报道了第2批iPS细胞的产生。
他们采用与制备首批iPS细胞相同的方法, 但是采用了不同的筛选基因。
第2批iPS细胞系DNA甲基化的方式与自然存在的ES细胞的甲基化方式相同, 并且能形成畸胎瘤。
2007年末, Takahashi和Yu等［3, 4］两研究小组分别在细胞和科学杂志上报道关于iPS研究里程碑的实验结果, 他们都成功获得了人的iPS细胞系。
诱导多能干细胞技术
Figure 4 | Dysregulation of neuronal transcriptome encoding a subset of
presynaptic proteins, DISC1-interacting proteins and mental-disorder associated proteins in human forebrain neurons carrying the DISC1 mutation.
捷易的优势1—取材灵活（外周血、尿液）
捷易的优势2—非整合型质粒电转（无整合）
捷易的优势3—Xeno-free培养（无异源性物质）
捷易的优势4—CRISPR/Cas9基因编辑
特色： 1）Cas9 mRNA和sgRNA电转 2）单链DNA 做Doner 3）Cas9蛋白和sgRNA电转
Recovery or Construction of disease model in iPSCs
Figure 2 | Defects of glutamatergic synapses in forebrain neurons carrying
the DISC1 mutation.
Figure 3 | A causal role of the DISC1 mutation in regulating synapse formation in human
建立DISC1突变家系来源的iPS细胞系（包括正常和突变），并分化成神经元， 比较差异；
用基因编辑技术确认DISC1的作用； 二代测序寻找机制
Figure 1 | Normal neural differentiation, but markedly reduced total
小鼠诱导多能性干细胞传代培养中染色体不稳定的研究的开题报告
小鼠诱导多能性干细胞传代培养中染色体不稳定的研究的开题报告一、研究题目小鼠诱导多能性干细胞传代培养中染色体不稳定的研究。
二、研究背景干细胞在维持生命过程中具有重要的作用，因其能够自我更新和分化成多种细胞类型。
多能性干细胞（Pluripotent Stem Cell, PSC）可分为胚胎干细胞（Embryonic Stem Cell, ESC）和诱导多能性干细胞（Induced Pluripotent Stem Cell, iPSC）两类。
其中，ESC来源于早期胚胎内细胞团，具有天然的多向分化能力，因此被广泛应用于组织工程学、药物筛选等领域。
但是，由于从胚胎内细胞团中获得ESC涉及到胚胎的捐献和破坏，存在伦理和法律问题。
因此，2006年，日本学者山中伸弥发现，经过基因转导或化学处理等方式，可以将体细胞重编程为iPSC，其具有ESC相似的多向分化能力和无限自我更新的潜能。
因此，iPSC成为了ESC的替代品，开启了干细胞研究的崭新时代。
然而，随着iPSC的大规模制备和应用，逐渐暴露出了一些问题。
特别地，iPSC在体内或体外传代培养过程中，染色体数目和结构异常的发生率明显高于ESC。
由于染色体异常会导致遗传信息的丢失和紊乱，致使细胞具有不稳定性，从而影响了iPSC向PSC的分化和应用。
因此，研究小鼠诱导多能性干细胞传代培养中染色体不稳定的发生机制将有重要的理论和应用意义。
三、研究目的和意义本研究的主要目的是探究小鼠诱导多能性干细胞传代培养中染色体不稳定的发生机制，以期在以下方面取得一定进展：1. 揭示小鼠iPSC在传代培养过程中染色体不稳定性的发生率和染色体结构的异常类型；2. 探索不同培养条件（如血清、细胞培养基、细胞密度等）和染色体重构等因素对iPSC染色体稳定性的影响；3. 分析染色体不稳定性与iPSC自我更新和多向分化能力的关系，揭示染色体不稳定对iPSC应用的影响；4. 为小鼠iPSC的应用和安全性评价提供理论和实践依据。
《阿尔巴斯白绒山羊诱导性多潜能干细胞生成的研究》范文
《阿尔巴斯白绒山羊诱导性多潜能干细胞生成的研究》篇一摘要：本文研究了阿尔巴斯白绒山羊诱导性多潜能干细胞的生成机制与相关特性，通过对诱导过程中不同因素的探索和验证，旨在为多潜能干细胞的制备与治疗应用提供理论基础和实践依据。
一、引言阿尔巴斯白绒山羊是一种珍稀的特种动物，其生物资源在医学、生物学等领域具有重要价值。
近年来，随着再生医学和干细胞研究的深入发展，诱导性多潜能干细胞（iPSCs）因其独特的再生能力和潜力在疾病治疗、组织修复等方面显示出巨大应用前景。
因此，研究阿尔巴斯白绒山羊的诱导性多潜能干细胞的生成，不仅有助于深入了解其生物学特性，也为医学领域提供了新的治疗策略和资源。
二、研究背景及意义诱导性多潜能干细胞（iPSCs）是通过特定方法诱导获得的多潜能干细胞，具有自我更新能力和分化成多种细胞类型的能力。
阿尔巴斯白绒山羊作为一种具有独特基因资源的动物，其iPSCs 的生成研究对于保护珍稀动物资源、探索新的疾病治疗手段以及推动再生医学发展具有重要意义。
三、研究方法本研究采用阿尔巴斯白绒山羊的成纤维细胞作为起始材料，通过逆转录病毒载体将特定基因导入细胞内，诱导其成为多潜能干细胞。
通过细胞培养、基因编辑和分化诱导等手段，观察并记录细胞的形态变化、基因表达及分化能力。
四、实验过程与结果1. 细胞获取与处理：成功从阿尔巴斯白绒山羊身上获取成纤维细胞，并进行了适当的培养和处理。
2. 基因编辑：利用逆转录病毒载体将特定基因导入成纤维细胞内，实现了对基因的有效编辑。
3. 诱导分化：经过一定时间的培养和诱导，观察到细胞逐渐发生变化，形成了多潜能干细胞样的形态特征。
4. 细胞鉴定：通过分子生物学手段对诱导得到的细胞进行鉴定，证实了其具有多潜能干细胞的特性。
5. 安全性评价：对生成的iPSCs进行了安全性评价，未发现明显的致瘤性或免疫排斥反应。
五、讨论本研究成功诱导了阿尔巴斯白绒山羊的成纤维细胞成为多潜能干细胞，并通过鉴定和安全性评价证明了其具备成为未来治疗应用的潜力。
细胞生物学 IPS诱导多功能干细胞 13页
Company Logo
iPS细胞技术应用前景
再生医学
能否利用iPS细胞技术为心脏病患者进行心肌再生； 能否利用iPS细胞技术帮助脊柱损伤的病人，以及其他患神经退 行性疾病（如阿兹海默病、亨廷顿氏病和帕金森病）的病人。
药物安全性
利用iPS技术，UCSF的Bruce Conklin教授正在利用重编程人类 成体细胞形成心脏细胞，将之用于药物研发过程的早期阶段的毒 性试验，从而实现节省花费在昂贵的动物及人体试验上的时间与 成本。
Company Logo
Step2：Fbx15干细胞筛选系统的建立
通过共同源重组技术，在小鼠Fbx15基因处 插入一段βgeo基因卡带，使基因敲入鼠的 ESC对含G418的培养基具备抗性，而体细胞 则因不能表达此抗性基因而无法在该培养基 生存。
此系统的建立为初步筛选出诱导成功的iPSC 提供了条件
Company Logo
Step3：必需转化因子的确立
❖ 将24种候选因子通过逆转录病毒全部转入基 因敲入鼠的MEF内并将被转染细胞在含G418 ESC培养基上培养,发现极少量细胞存活了下 来，并呈现出ESC的圆形、大核、少质的细胞 形态及近似ESC的细胞周期，因此这群细胞被 命名iPS-MEF24
Company Logo
Step4：iPSC干细胞特性的验证
❖ 分子上，通过反转录酶-聚合酶连锁反应技术 检测iPS-MEF表达的ESC标志基因。
❖ 细胞水平上，将Ips-MEF移植入裸鼠体内可成 功分化成三胚层畸胎瘤，经免疫检测和RTPCR技术检测，该畸胎瘤中包括有神经组织， 软骨及柱状上皮细胞。这证明了iPSCs的全能 性
❖ 然而，当研究团队将24种候选因子分别单独 转入MEF时，抗G418阳性的细胞群落没有出 现。
诱导性多能干细胞研究进展
将原 癌 基 因 Ｃ—Ｍｙ ｃ移 除 也 可 以 得 到 类 似 结 果 。 。
美 国 和 德 国 的科 学 家 将 病 毒 转 导 Ｏ ｔ Ｋｆ 用 Ｇ ａ ｃ／ ｌ ４ ４并 ９ 组 蛋 白 甲基 转 移 酶 的抑 制 剂 ＢＸ 一 １９ （ Ｉ 诱 导 Ｉ ０ ２ ４ ＢＸ）
鼠神经前体 细胞 （ Ｐ 产生 ｉＳｃｌ， Ｎ Ｃ） Ｐ ｅ 重编程效 率与 ４ ｌ 种 因子联合 转导相 比得到 了提高 。
目前科学家已摸索出一些方法来提高 ｉＳ Ｐ 细胞的表达 。 １组 合不 同转 录 凶子 ： ． 肖磊 的研 究 团 队研 究 发
现 ， 因 子 （Ｏ ｔ Ｓ ｘ ｃ — Ｍｙ ， Ｋ ｆ Ｎ ｎ ｇ 和 ６ ｃ４， ｏ２， ｃ ｌ ４， ａ ｏ
人类 胎 儿 的纤 维 母 细胞 ， 功 地制 造 出 ｉＳ细胞 ， 成 Ｐ 与 使用 病毒研 制 的比较 ， 效率 高逾 ２ ５倍 。
Ｌｎ ８ 联 合 产 生 ｉＳ 细 胞 的 效 率 比 ４ 因 子 提 高 １ ｉ ） ２ Ｐ ０
倍， 并且 产生 ｉＳ克 隆的时 间缩 短 了一 半 。 Ｐ 。北 京大
学 邓 宏 魁 领 导 的 小 组 利 用 ４个 因 子 （ ｃ Ｓｘ ， Ｏ ｔ ｏ２ ｃ— ４，
Ｍｙ ，Ｋｆ） ｃ ｌ 诱导 产 生 ｉＳ细 胞 ， 究 发 现 ｐ ３ ｓ Ｎ ４ Ｐ 研 ５ ｉ Ａ Ｒ 和 ＵＦ Ｔ １可以使 ｉＳ细 胞产 生 的效 率 提 高百 倍 ， Ｐ 即使
功地利 用重组 蛋 白诱 导体 细 胞生 成 多能 干细 胞 。研 究人员 利用 ４个转 录 因子 的蛋 白将 鼠胚胎 成纤 维 细
胞 诱 导 产 生 ｉＳ细 胞 ， 而 形 成 胚 胎 体 （ Ｂ ， 些 细 Ｐ 从 Ｅ ）这
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
这种方法所受的启示来 源于“ ES细胞-体细胞 融合实验”。细胞的多 能性收到许多因子精密 而又复杂的调控。ES细 胞和体细胞融合后能诱 导体细胞核的重新编程， ES细胞中存在着一些因 子，这些因子对于多能 性的建立可能至关重要。
可编辑ppt
27
可编辑ppt
28
Ips细胞的研究概况（两个相关实验）
可编辑ppt
7
詹姆斯·汤姆森小 组的论文发表在 11月20日的《科 学》杂志上
可编辑ppt
8
俞君英是11月 20日《科学》 杂志论文的第 一作者
可编辑ppt
9
2006年8月，日本科学家山中伸弥小组首先在小鼠身上取得成功
可编辑ppt
10
诱导产生的多功能性干细胞
2006年，Takahashi 和 Yamnaka 将几个转录 因子导入已分化的小鼠皮肤成纤维细胞，进而 获得了类似于胚胎干细胞的多能性干细胞，称 之为“诱导产生的多功能性干细胞” （induced pluripotent stem cells,iPS细胞）。 这一研究明确地证实了分化的细胞可以通过少 数几个因子的外源导入而被重编程到具有多能 性的状态，因而受到了整个生命科学领域的广 泛关注。
可编辑ppt
Ips细胞
23
诱导多功能细胞
可编辑ppt
24
可编辑ppt
25
我们已经了解了体细胞重编程的原理和诱导多 功能干细胞的产生机制，下面让我们再深入了 解一下Ips细胞的研究概况和Ips细胞系建立的 一些重要环节。
可编辑ppt
26
Ips细胞的研究概况（研究方法）
这是一种具有很强创新性 的研究方法：通过外源 导入与多功能相关并且 能使重组细胞恢复全能 性的转录基因来诱导体 细胞核发生重新编程， 从而使体细胞转变成多 能性干细胞。
Ips细胞首先由科学家 Takahashi和Yamanaka在 2006年建立的。实验原理如 下：利用逆转录病毒载体在 小鼠成纤维细胞中导入了4个 与多功能性有关的基因： Oct4,Sox2,c-myc和Klf4。利 用多能性标志分子Fbx15的 表达对转染后的细胞进行了 筛选，最终的到了ips细胞， 这种细胞的功能和性能几乎 和胚胎干细胞一样。
可编辑ppt
13
1.1.DNA甲基化 1.2.合子型基因的重新激活，如：Oct-4
2.重塑核结构
主要有包括核纤层A、B、C三种 核纤层蛋白的重塑
可编辑ppt
14
可编辑ppt
15
3.细胞质重编程—miRNA
miRNA是决定细胞 分化方向的因子。
细胞中miRNA成分 的改变能提高细胞 对调节基因表达重 编程。
可编辑ppt
21
4.Klf4
Krueppel-like factor 4，KLF4上皮锌指转 录因子Klf4 (旧称 GKLF)调节体外细胞 的增生与分化
可编辑ppt
22
iPS细胞诱导机制
已 导入病 分 毒基因 化 的 Oct3/4、 细 Sox2、 胞 c-Myc和
Klf4
病毒逆转录
胚胎干细胞培 养条件和筛选
可编辑ppt
6
里程碑式的科学突破
2006年11月20日，日本京都大学的山中伸弥 （Shinya Yamanaka)和美国威斯康星大学的 詹姆斯·汤姆森（James Thomson）分别在 《细胞》和《科学》杂志上发表重量级论文， 宣布他们用基因改造的手段，将人类体细胞改 造成了类胚胎干细胞，在功能上几乎可以和胚 胎干细胞相媲美。
可编辑ppt
16
接下来，介绍一下体细胞重编程不经过胚胎逆转 为多能干细胞的方法之一：通过特定基因的表达 将体细胞重编程过程逆转为干细胞。“基因重新 编排技术”，借助“逆转录酶病毒”为载体,即 向皮肤细胞中植入一组4个基因 (Oct4,Sox2,cmyc和Klf4 )，通过基因重新编排，使皮肤细胞 具备胚胎干细胞的功能。这种被改造过的细胞称 作“iPS细胞”。
克隆的效率极低 产生的许多后代在各个阶段都体现出严重的发
育异常 由于需要卵母细胞，核移植实验在人类中的应
用受到强烈的伦理学质疑
这些不足，都制约了核移植技术的进一步发展 和应用。
可编辑ppt
4
将成熟的体细胞与多潜能的细胞
（ES细胞、胚胎癌细胞等）融合，或者 用胚胎干细胞提取物来处理体细胞，也 可以在一定程度上使体细胞发生重编程。
可编辑ppt
17
下面简单介绍一下这些研究中Fra bibliotek用到的多能性 相关因子Oct4,Sox2,c-myc和Klf4在多能性调 控中的作用。
可编辑ppt
18
1.Oct3/4
Oct-4（也称Oct-3）属于POU转录因子家族的一员 [1~3] 。
是哺乳动物胚胎发育的一个关键的调控因子。是全 能性的标志，它能够促使ICM形成、维持胚胎干细 胞未分化前状态并促进其增殖。
诱导产生多能性 干细胞的研究
里程碑式的科学突破
可编辑ppt
1
细胞重编程的 研究概况
可编辑ppt
2
核移植
核移植试验最初是在两 栖动物中实现的，通过 将体细胞核注入到去核 卵母细胞中。迄今，人 们已经获得了多种核移 植动物，也建立了来源 于核移植胚胎的胚胎干 细胞系。
可编辑ppt
3
体细胞核移植试验也具有很大的局限性
可编辑ppt
11
在研究诱导多功能性干细胞产生的原理机 制之前，先了解一下体细胞重编程逆转为 干细胞的研究进展
体细胞重编程的过程 体细胞重编程的原理 体细胞不经过胚胎逆转为多能干细胞的方法
可编辑ppt
12
成体细胞核的重编程
1.核重编程：核移植后供体核停止本身的基因 表达程序，恢复为胚胎发育所必需的胚胎化基 因表达程序状态。此过程包括：染色体结构重 建、DNA甲基化、组蛋白乙酰化、印记基因表 达、端粒长度恢复、X染色体失活等。
可编辑ppt
19
2.SOX2基因
SOX2基因是编码转录因子 的主控基因（master genes）家族的一个成员。 转录因子是些与DNA结合 并调节其他基因表达的蛋 白质
可编辑ppt
20
3.癌症基因c-MYC
癌症基因c-MYC，是 一种最容易过渡表现于 人类的致癌基因，它对 某些成体干细胞的自我 更新起一定的作用，并 可以抑制ES细胞的分 化。
利用这两种方法，可以实现某些多功能 性标志分子的重新表达和多种分化潜能 的获得。
但是，体细胞与多能性细胞的融合率较 低，融合之后的细胞具有两套染色体， 并且在移植后会发生排斥现象，这就制 约了细胞融合的临床应用。
可编辑ppt
5
有没有相对简单，又可摆脱材料 来源和伦理学诸多限制，重编程 的效率和程度都十分可观的新方 法呢？