iPS工具帮你逆转细胞的时钟（上）

生物通报道：自山中伸弥诱导出第一个iPSC（诱导多能干细胞）以来，已经过去了七年。2012年，这一成果为他赢得了2012年的诺贝尔生理/医学奖。

人们一般通过诱导一些转录因子（最常用的是Oct4、Klf4、Sox2、c-Myc或OKSM），将已分化的细胞转化为iPSC。这一技术已经渗透到了生命科学的各个领域，研究者们在此基础上寻找致病基因、进行药物研发和开发细胞疗法。现在，市面上已经有各种各样的工具，可以大大简化和促进iPS过程。

运载工具

山中伸弥最初是利用逆转录病毒载体，对细胞进行重编程。如今，商业化的逆转录病毒编程载体已经非常常见。

EMD Millipore公司的STEMCCA重编程试剂盒，采用慢病毒作为载体。慢病毒是逆转录病毒的一个亚类，也能够整合到宿主的基因组。该产品有多种形式可选，例如基础型或doxycycline诱导型，floxed或Cre剪切型。据该公司的产品经理Nick Asbrock介绍，即使是传统难以处理的细胞（如外周血细胞），STEMCCA重编程试剂盒也能够胜任。

“每个重编程试剂盒都有利有弊，”Asbrock说。“我们的试剂盒虽然属于基因组整合产品，但非常有效，重现性很好，而且可切割。”

最近，EMD Millipore公司还发布了可渗透进入细胞的Cre重组酶（TAT-Cre）。这种酶无需表达，可以直接添入细胞。该产品与floxed STEMCCA试剂盒配对使用，能为用户去除宿主基因组中的iPSC转基因，避免了额外的转染或病毒感染步骤。

一些研究者担心转基因会在宿主基因组引起意外改变，希望在重编程中避免基因的整合。此外，有些重编程因子可能致癌。如果要将细胞用于临床，基因整合肯定是不可行的。

Life Technologies公司的CytoTune®-iPS重编程试剂盒，利用仙台RNA病毒，可以做到“在细胞中不留痕迹，”该公司的Uma Lakshmipathy说。Life Technologies公司最近发布的新版CytoTune2.0试剂盒，大大提高了重编程效率，加快了病毒的清除。（Life Tech 2.0版细胞重编程试剂盒上市）据介绍，新版与旧版的主要区别在于，旧版试剂盒的各个因子位于不同的载体上，而新版试剂盒中Klf4、Oct4和Sox2的表达组件在一个载体上，c-Myc和Klf4在另一个载体上。

此外，Life Technologies公司还提供非病毒的DNA质粒载体，包括Episomal iPSC重编程载体（OKSM+Lin28+Nanog）和Epi5™ Episomal iPSC重编程试剂盒（OKSM+Lin28）。(Life Tech推出一系列干细胞新品)

Stemgent公司提供的重编程试剂，以合成的mRNA为基础。这一产品的优势在于，既不是病毒载体，也不整合到基因组，Stemgent公司的研发主管Brad Hamilton介绍到。但是，由于细胞无法保留这些RNA，需要通过转染反复将其引入细胞。不过，现在公司已经大大简化了这一过程。

Stemgent公司的新miRNA Booster技术，利用microRNA对mRNA的效果进行补充。这些microRNA能够上调多能性因子，下调分化性因子。这一技术大大简少了整个重编程系统所需的转染步骤。“我们以miRNA、Stemfect™RNA转染试剂盒、（BD）Matrigel™为基础，建立了新的重编程方案，能够减少日常工作量，降低转染次数，节约时间，生成无需整合的人类iPS细胞克隆。”

小分子可以帮你提高细胞重编程的效率，EMD Millipore公司、Stemgent公司、Tocris Bioscience公司都提供这样的产品。这些分子主要负责打开染色质，不过有时它们也能够替代特定的重编程因子。举例来说，Stemgent公司的Stemolecule™ ALK5 Inhibito就能够取代Sox2。

在通常情况下，细胞重编程至少需要一个转录因子。不过今年夏天，北京大学的研究人员首次展示，只需要七种小分子就可以生成小鼠的iPSC（他们将其称为CiPS），整个系统无需核酸参与。（北京大学邓宏魁教授Science突破性重编程技术）

培养基

胚胎干细胞需要在特定的培养基上生长，iPSC也同样如此。

STEMCELL Technologies公司提供不少iPSC培养产品，包括一路畅销的mTeSR1™（无滋养层的多能干细胞维持体系），TeSR2™（无动物源蛋白的多能干细胞维持体系），以及更简单的无滋养层系统TeSR™-E8™。（STEMCELL新推成分确定的iPSC培养基）

TeSR™-E7™是STEMCELL公司的iPSC重编程优化培养基。据该公司的产品经理Simon Hilcove介绍，与其他培养基相比，TeSR-E7所生成的细胞克隆更优质。也就是说，TeSR-E7得到的初级克隆更紧凑，边界更清晰，更容易进行鉴定、分离和扩增。“该产品能够减少细胞的分化和成纤维细胞的过度生长，真正简化人工选择过程，”他说。

Life Technologies公司的KnockOut™血清替代物，是有滋养层的iPSC生长系统，而该公司的Essential 8培养基™则属于无滋养层培养基。其他iPSC培养基还包括，EMD Millipore公司的PluriSTEM™生长培养基，Stemgent公司的NutriStem™ 生长培养基和Pluriton™重编程培养基。据Hamilton介绍，NutriStem和Pluriton高度兼容，能够有效地从细胞重编程过渡到细胞扩增。

EMD Millipore公司的PluriSTEM™生长培养基，以小分子为基础，其中的生长因子比较少，相对而言更加稳定，Asbrock说。与其他培养基相比，PluriSTEM™的使用者不用那么频繁的喂养细胞，从而降低成本。“周末还得要喂养细胞，这是令许多人头疼的事，而这款产品可以帮你省去这些麻烦的日常操作，”他说。

 

下接：iPS工具帮你逆转细胞的时钟（下）