Nature,Blood发布iPS两项重大突破

【字体: 时间:2011年03月02日 来源:生物通

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  将成熟体细胞经过遗传程序重排可使体细胞转化成为类胚胎干细胞称为诱导多能性干细胞(iPS),这种技术一经公布就引起了众多科学家们的关注,不仅荣登了《Science》年度十大突破之首,而且在临床上也获得了越来越多的成果。近期来自日本和美国的科学家们获得了iPS技术的新突破。

  

生物通报道:将成熟体细胞经过遗传程序重排可使体细胞转化成为类胚胎干细胞称为诱导多能性干细胞(iPS),这种技术一经公布就引起了众多科学家们的关注,不仅荣登了《Science》年度十大突破之首,而且在临床上也获得了越来越多的成果。近期来自日本和美国的科学家们获得了iPS技术的新突破。

首先来自东京都临床医学综合研究所与大阪大学的研究人员利用iPS细胞先制作出了中胚层细胞。这种细胞可以发育为血管和肌肉等组织。随后研究人员向中胚层细胞植入Lhx2基因,最终生成了大量的造血干细胞,这将有助于未来治疗白血病等疾病。这一研究成果公布在《Blood》杂志上。

目前在对白血病患者进行治疗时,主要是移植与患者血液类型接近的正常人骨髓,以利用其中的造血干细胞,帮助患者恢复。之前也曾有报道利用iPS细胞培养造血干细胞,但是难以单纯生成造血干细胞,还会混杂其他细胞,而这次开发出的新技术使造血干细胞的生成效率达到了原有方法的四五倍。

研究人员首先利用iPS细胞先制作出了中胚层细胞,然后向中胚层细胞植入Lhx2基因,最终生成了大量的造血干细胞,之后研究人员又用放射线照射实验鼠,使其失去造血功能,再将用上述方法得到的造血干细胞移植到一部分实验鼠体内。结果显示,和没有接受造血干细胞移植的实验鼠相比,接受移植的实验鼠寿命大幅延长,生存了4个月。

另外一篇文章中,西班牙巴塞罗那再生医学中心和美国索尔克生物研究所的研究人员利用iPS细胞让生物钟逆向旋转,使成年细胞回归到胚胎干细胞状态,这为研发早衰症的治疗方法和深入研究衰老的生物过程提供了最佳途径。这一研究成果公布在Nature杂志上。

研究人员利用早衰症患者的皮肤样本培养出产生基因变化的iPS细胞,而这种基因变化可能导致早衰症。在对这些细胞进行基因重组的过程中,科学家清除了细胞内部的疾病缺陷。新细胞变得和健康细胞一样,不含有可能导致衰老的蛋白质。最重要的是,这些细胞没有产生通常与早衰有关的细胞核变化和后生变化。

目前这一研究还仅在实验室中利用早衰症患者的细胞成功完成,希望未来能在临床上得到更好的应用。

(生物通:万纹)

原文摘要:

In vitro generation of HSC-like cells from murine ESCs/iPSCs by enforced expression of LIM-homeobox transcription factor Lhx2

Kenji Kitajima1,*, Ken-ichi Minehata1, Kenji Sakimura2, Toru Nakano3 and Takahiko Hara1

Abstract

Identification of genes involved in in vitro differentiation induction of embryonic stem cells (ESCs) into hematopoietic stem cells (HSCs) has been challenged during last decade. To date, a homeobox transcription factor Hoxb4 has been only demonstrated to possess such an effect in mice. Here, we show that HSC-like cells were efficiently induced from mouse ESCs by enforced expression of Lhx2, a LIM-homeobox transcription factor. Transduction of Lhx2 into ESC-derived mesodermal cells resulted in robust differentiation of c-Kit+/Sca-1+/Lineage- (KSL) cells in vitro. The KSL cell induction frequency was superior to the case of Hoxb4. Furthermore, transplantation of Lhx2-transduced hematopoietic cells into lethally irradiated mice resulted in multi-lineage repopulation of hematopoietic cells over 4 months. Transduction of Lhx2 into induced pluripotent stem cells (iPSCs) was also effective in generating KSL cells in vitro, as well as HSC-like activities in vivo. These results demonstrate that ectopic expression of Lhx2 confers an in vivo engrafting capacity to ESC/iPSC-derived hematopoietic cells and in vivo behavior of iPSC-derived hematopoietic cells is almost identical to that of ESC-derived cells.

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