IPS细胞

子区域。
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织等是亟待阐明的问题．
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胚胎干细胞(embryonic stem cells，ES cells)
是来源于哺乳动物囊胚内细胞团(inner cell mass,
ICM)的多潜能干细胞，具有无限自我更新和多向
分化能力．ES 细胞在疾病模型建立与机理研究、 细胞治疗、药物发现与评价等方面极具应用价 值． 返回
reprogrammed IPSCs)、筛选标准不严紧和IPS
细胞携带供体．细胞的表观遗传记忆和IPS 细胞 分化不定向都导致细胞异质性，异质性是导致 IPS细胞成瘤的潜在因素 d．IPS 细胞体外定向分化细胞的功能与行为研 究尚少，尤其在细胞治疗上，目的细胞是否会在 治疗靶位或迁移到非靶位点成瘤，或异位形成组
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。
e．建立高效、安全、实用制备人 IPS细胞的方法， 即在阐明体细胞重编程为 IPS细胞机制的基础上建 立无遗传修饰的IPS细胞制备策略与方法(如仅利用 一些小分子物质即将人的细胞重编程为 IPS细胞) f．在前一项研究的基础上，探索一条简便制备 “个体特异的”或“疾病特异的”治疗型人 IPS细 胞的技术路线和方法
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。
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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
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
六、IPS细胞的应用前景
用于器官移植 建立疾病模型，了解发病机理

治疗某些遗传病
如：患有镰刀型贫血症
的小鼠皮肤成纤维细胞建立了IPSc，并将其移植
到小鼠体内，小鼠的症状得以缓解。
七、面临的问题
a．解析诱导体细胞重编程为 IPS 细胞的分 子机制 b．研究 IPS 细胞生物学特性和行为 (如自我 复制、增殖和分化等)调控的机制及 IPS 细 胞体外定向诱导分化机制 c．提高IPS细胞制备效率 d．充分评价IPS 细胞临床应用的安全性
a. IPS 与ES 细胞基因表达虽很相似，但IPS
细胞存在遗传缺陷．
b．IPS 细胞的成瘤性，不同体细胞来源的IPS
细胞成瘤性有差异．因此，应选择适当的供体细
胞或筛选安全型IPS 细胞克服IPS 细胞临床治疗
的成瘤性．
c．IPS 细胞及其体外诱导分化细胞的异质
性．体细胞重编程不充分(partially
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。
IPS细胞的多能基因启动子区域具有与ES细胞 相同的高H3K4Me3及低H3K27Me3水平。
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。
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、面临的问题为报告基因Βιβλιοθήκη 原理是Fbx25对于多能性的维持和胚胎
的发育来说是不可缺少的基因
五、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。
表观遗传状态鉴定 IPS细胞与ES细胞具有相似的DNA甲基化模
二、获取IPS细胞的基本原理
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。
三、制备IPS细胞的方法（如下）