干细胞维持多潜能性的能力与机制

利用它们用于临床治疗。本文就现在国内、外关 于干细胞维持多潜能性的能力与机制研究作一 综述。
1 资料和方法
1.1 资料来源 由第一作者应用计算机检索 PubMed 数据库(http://www. ncbi.nlm.nih. gov/ sites/entrez)相关文献。检索时间范围：199301/2010-03 。 检 索 词 为 “ stem cells, pluripotency，mechanism”。共检索到英文文献 122 篇。 1.2 入选标准 纳入标准：①文献具有原创性，
田丽娜，缪竞诚
Ability and mechanism of stem cells maintaining pluripotency
Tian Li-na, Miao Jing-cheng
Abstract BACKGROUND: Recent studies have found that adult cells can be reprogrammed and back to embryonic state, which provides possibility for the use of adult stem cells to treat disease. Although there are many researches addressing stem cell proliferation and self-renewal, its mechanism is still little known. OBJECTIVE: To summarize the ability and mechanism of stem cells maintaining pluripotency at home and abroad. METHODS: Pubmed database was searched for the related articles about the mechanism of stem cells maintaining pluripotency published from January 1993 to March 2010. The key words were “stem cells, pluripotency, mechanism”, which were used for selecting some related articles by inputting in title and abstract. The literatures in the same field that published recently or in authorized journals were included. There were 122 articles after the initial survey. Finally, 33 articles were included according to inclusion criteria. RESULTS AND CONCLUSION: Stem cells maintain pluripotency and self-renewal ability by regulating transcription factor expression and epigenetics, as well as microRNAs (miRNAs) effects. The factors such as Oct4, Nanog and Sox2 in regulatory network and epigenetics modification such as histone and DNA methylation and miRNAs exert interactions to inhibit gene expression that promotes stem cell differentiation, which finally forms a regulatory network to maintain stem cell pluripotency and self-renewal.
Nanog 在 ICM 和外胚层中表达，细胞分化的时候 其表达下调。Nanog 最大的特点是能在 LIF 和饲养层分 别缺失的情况下维持小鼠和人胚胎干细胞的多潜能 性[4-5]。Mitsui 等[5]通过 SELEX 技术筛选出了 Nanog 蛋 白在体外能够结合的寡核苷酸的中心序列并在 Gata6 基因的启动子区发现有这些中心序列的存在。据此，他 们推测 Nanog 可能通过抑制这些促使细胞分化基因的 表达从而维持 ES 细胞的多能性。
苏州大学细胞与 分子生物学教研 室，江苏省苏州市 215123
田丽娜★，女， 1986 年生，山东 省泰安市人，汉 族，苏州大学在读 硕士，主要从事干 细胞在转基因饲 养层上的培养及 其分子机制的研 究。 tianangelt@163. com
通讯作者：缪竞 诚，博士，教授， 苏州大学细胞与 分子生物学教研 室，江苏省苏州市 215123
2 结果
2.1 纳入文献基本情况 共纳入 33 篇英文文献。文献 [1-9]主要涉及干细胞中的转录调控网络，文献[10-21] 探 讨 干 细 胞 中 的 表 观 遗 传 学 调 控 ， 文 献 [22-33] 探 讨 miRNA 对于干细胞多潜能性能力维持的作用。 2.2 干细胞中的主要调控网络 转录调节因子网络中的 各组分相互协调，是干细胞维持多潜能性和自我更新能 力的主要调节机制。很多干细胞特异性的转录因子，包 括多潜能性转录因子 Oct4、Nanog 和 Sox2 等，组成复 杂的复合物来调节与干细胞多潜能性和自我更新相关 的分子的表达，同时能够抑制其分化[1]。另一方面，表 观遗传修饰，如组蛋白和 DNA 甲基化等，可以协同转 录调节因子来共同维持胚胎干细胞状态基因的表达。近 年来，一类叫做 microRNAs(miRNAs)的非编码小 RNA 分子，在监控个体发育时相转变、调控特定细胞增殖、 分化进程等发面起着重要作用，其在维持干细胞定向分 化和自我更新功能维持中的作用，逐渐被科学家们发 现，目前已经掀起 miRNAs 在干细胞研究中的热潮。 2.3 干细胞中的转录调控网络 多潜能性干细胞具有自 我更新和分化成胚胎及人体各种细胞系的特性，在胚胎 发育的早期植入阶段，Oct4 在多潜能性的建立中起着至 关重要的作用[2]。最近有研究证明，外源性表达的转录 因子 Oct4 足以诱导鼠神经干细胞转变为多能干细胞[3]， 这些一种因子诱导性的多能干细胞(1F iPS)和体内外的 ES 细胞很相似，不仅能够在体外分化成神经干细胞、 心肌细胞和生殖细胞，还能够在体内形成畸胎瘤。
doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.40.029
田丽娜，缪竞诚．干细胞维持多潜能性的能力与机制[J].中国组织工程研究与临床康复，2010，14(40):7539-7542. [http://www.crter.org http://cn.zglckf.com]
0 引言
Tian LN, Miao JC. Ability and mechanism of stem cells maintaining pluripotency.Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu yu Linchuang
Kangfu. 2010;14(40):7539-7542.
[http://www.crter.cn http://en.zglckf.com]
Байду номын сангаас
摘要 背景：近年研究发现，成体细胞能够重新编程回到胚胎状态，这为利用成体干细胞治疗疾病提供了可能。现在虽然有不少关 于干细胞增殖能力及自我更新的研究报道，但对其机制还缺乏深入的了解。 目的：对国内外关于干细胞维持多潜能性的能力与机制研究作一综述。 方法：应用计算机检索 PubMed 数据库中 1993-01/2010-03 关于干细胞维持多潜能性能力机制的文章，在标题和摘要中以 “stem cells, pluripotency, mechanism”为检索词进行检索。选择文章内容与干细胞多潜能性能力维持机制有关者，同一领 域文献则选择择近期发表或发表在权威杂志文章。初检得到 122 篇文献，根据纳入标准选择 33 篇文献进行综述。 结果与结论：干细胞主要通过一些主要的转录因子的表达、表观遗传学的调控和一些 microRNAs(miRNAs)的作用来维持其 多潜能性和自我更新能力。转录因子调节网络中的主要成员 Oct4、Nanog 及 Sox2 和一些表观遗传学修饰如组蛋白和 DNA 的甲基化以及 miRNAs 共同作用来抑制那些促进干细胞分化的基因表达和激活那些有助于维持干细胞多能性维持的基因表 达，进而形成一个相互调控和依存的网络来维持干细胞的多能性和自我更新。 关键词：多潜能性；自我更新；干细胞；转录因子；表观遗传学
田丽娜，等．干细胞维持多潜能性的能力与机制
论点论据。②文献针对性强，相关度高。③对同一领域 的文献选择近期发表或权威杂志的文献。排除标准：较 陈旧的理论观点以及一些重复性研究。 1.3 质量评估 初检得到 122 篇文献，由两位作者阅读 标题和摘要进行初筛，排除与研究目的不符和重复性文 章，如有分歧，则通过讨论或由通讯作者协助解决；查 阅全文，判断与纳入标准一致的文章，最后选择 33 篇 符合标准的文献归纳总结。
中国组织工程研究与临床康复 第 14 卷 第 40 期 2010–10–01 出版 Journal of Clinical Rehabilitative Tissue Engineering Research October 1, 2010 Vol.14, No.40
干细胞维持多潜能性的能力与机制*★
干细胞是人体内最原始的细胞，具有较强 的再生能力和分化潜能。胚胎干细胞(ES 细胞) 来源于哺乳动物早期胚胎发育的胚泡内的内细 胞团，是最原始的干细胞，它位于个体发育的 顶端，能够分化为组成机体的所有类型的细胞， 进而形成机体的任何组织和器官，具有发育的 全能性。另外，ES 细胞可以自我更新，能够在 体外不定向的培养。ES 细胞有望作为再生治疗 的细胞来源，因此，对于调控它们的自我更新 和多潜能性分子机制的研究，将有助于更好地
Department of Cell and Molecular Biology, Soochow University, Suzhou 215123, Jiangsu Province, China
Tian Li-na★, Studying for master’s degree, Department of Cell and Molecular Biology, Soochow University, Suzhou 215123, Jiangsu Province, China
中图分类号:R394.2 文献标识码:B 文章编号: 1673-8225 (2010)40-07539-04
收稿日期：2010-05-18 修回日期：2010-07-12 (20100518013/M·Q)
ISSN 1673-8225 CN 21-1539/R CODEN: ZLKHAH
7539
www.CRTER.org
Correspondence to: Miao Jing-cheng, Doctor, Professor, Department of Cell and Molecular Biology, Soochow University, Suzhou 215123, Jiangsu Province, China
Supported by: the Scientific Research Project of National Defense Science and Technological Industry Commission, No. K0102061501*
Received: 2010-05-18 Accepted: 2010-07-12