NIBS北生所Cell子刊细胞重编程技术研究新成果

【字体: 时间:2013年11月25日 来源:生物通

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  来自北京生命科学研究所的研究人员,在新研究中对两种重要的细胞重编程技术:体细胞核移植(SCNT)技术与诱导多能干细胞(iPSCs)技术进行了比较,相关研究结果发表在11月21日的《细胞干细胞》(Cell stem cell)杂志上。

  

生物通报道  来自北京生命科学研究所的研究人员,在新研究中对两种重要的细胞重编程技术:体细胞核移植(SCNT)技术与诱导多能干细胞(iPSCs)技术进行了比较,相关研究结果发表在11月21日的《细胞干细胞》(Cell stem cell)杂志上。

北京生命科学研究所的高绍荣(Shaorong Gao)研究员和杭州师范大学衰老研究所的鞠振宇(Zhenyu Ju)研究员是这篇论文的共同通讯作者。高绍荣博士主要从事哺乳动物体细胞克隆胚胎发育过程中再编程的分子机理研究, 其曾首次利用iPS细胞克隆出活体实验鼠,证实iPS细胞与胚胎干细胞一样具有全能性,这一成果入选了美国《时代周刊》评选的2009年全球十大生物医学进展,并为中国干细胞研究赢得了话语权。鞠振宇博士的主要研究方向是成体干细胞和衰老生物学的研究。

体细胞重编程是指将分化末端的体细胞重编程转变回多潜能状态,再通过定向分化可获得特定类型的细胞,这一技术在再生医学领域具有十分重要的应用前景。当前,SCNT技术和iPS技术是进行体细胞重编程的两项重要研究方法。

所谓SCNT是指将一个动物细胞和细胞核移植至去核的卵母细胞中,产生与供细胞核动物的遗传成份一样的动物的技术。1996年7月,英国科学家伊恩•维尔穆特博士利用SCNT成功克隆出了一头小羊,并取名多利(Dolly)。随后,研究人员利用该技术在牛、山羊、小鼠等物种上均获得了成功。这些成功案例激发了研究人员对“治疗性克隆(Therapeutic Cloning)”的展望,也就是说如果能通过这种方式获得某人的胚胎干细胞,也就可以制造出该机体的各类细胞,这样就可以方便研究人员构建疾病模型进而研究治疗相关疾病的方法。不过直至今天SCNT技术实际进展仍受到诸多限制。

2006年京都大学教授山中伸弥开发出了一种能将体细胞重编程为多潜能干细胞样细胞的iPS技术,这种方法制备简单,只需要将几个关键的与细胞多潜能状态有关的转录因子转入体细胞并使其过表达即可。由于iPS细胞具有与胚胎干细胞类似的功能,又绕开了胚胎干细胞研究面临的伦理和法律等诸多障碍,这一研究领域近年来以极其迅猛的速度发展。然而,直到现在人们对于两种技术及其所生成的多能干细胞还没有进行过详细的比较分析。

在这篇新文章中,研究人员利用显示端粒功能障碍和早衰的端粒酶敲除(Terc-/-)小鼠,检测了两种重编程方法恢复端粒活力的能力。他们发现相比于Terc-/- iPSCs,来自Terc-/- SCNT胚胎的胚胎干细胞(Terc-/- ntESCs)具有更强的分化潜能和自我更新能力。值得注意的是,SCNT克隆胚胎中端粒显著延长,Terc-/- ntESCs中端粒戴帽功能增强。此外,研究人员发现Terc/ iPSCs和它们的分化衍生物中线粒体功能严重受损,而在Terc-/- ntESCs中线粒体功能则得到显著改善。

这些结果表明SCNT介导的重编程相比于基于iPSC的重编程技术,更大程度上减轻了端粒功能障碍和线粒体缺陷。研究人员认为了解这一差异的基本机制将可能有助于优化重编程策略。

(生物通:何嫱)

生物通推荐原文摘要:

Enhanced Telomere Rejuvenation in Pluripotent Cells Reprogrammed via Nuclear Transfer Relative to Induced Pluripotent Stem Cells
 
Although somatic cell nuclear transfer (SCNT) and induction of pluripotency (to form iPSCs) are both recognized reprogramming methods, there has been relatively little comparative analysis of the resulting pluripotent cells. Here, we examine the capacity of these two reprogramming approaches to rejuvenate telomeres using late-generation telomerase-deficient (Terc/) mice that exhibit telomere dysfunction and premature aging. We found that embryonic stem cells established from Terc/ SCNT embryos (Terc/ ntESCs) have greater differentiation potential and self-renewal capacity than Terc/ iPSCs……

作者简介:

高绍荣
北京生命科学院研究所研究员

教育经历
1993年 中国山东农业大学动物科技学院学士
1996年 中国农业大学动物科技学院生殖生物学硕士
2000年 中国科学院动物学研究所生殖生物学国家重点实验室生殖生物学博士

工作经历
2005-至今 中国北京生命科学研究所研究员
2004-2005 美国康涅狄格州大学助理教授
2004 美国坦普尔大学医学院菲尔斯肿瘤和分子生物学研究所助理科学家
2002-2004 美国坦普尔大学医学院菲尔斯肿瘤和分子生物学研究所博士后
2000-2002 英国苏格兰爱丁堡大学罗斯林研究所基因表达与发育系博士后
1998-2000 美国布朗大学学医学院罗德岛州富有医院不孕不育科研究员助理

研究概述:
北京生命科学研究所高绍荣试验小组的主要研究工作是对哺乳动物体细胞克隆胚胎发育过程中再编程的分子机理研究。此外还包括建立克隆胚胎干细胞系并进行体外分化与功能的研究,以及小鼠卵母细胞与早期胚胎畸形发生机理的研究。高绍荣课题组曾多次在国际知名的生物学杂志《Stem Cell》、《Cell Stem Cell》、《Biology of Reproduction》、《Cell Research》、《Differentiation》等杂志上,其研究成果还入选了美国《时代周刊》评选的2009年全球十大生物医学进展。

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