****Cell子刊:iPS技术重要突破

【字体: 时间:2009年12月28日 来源:新华网

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  来自中国科学院广州生物医药与健康研究院,奥地利鲁德维格-伯特斯曼临床与实验外伤学研究院(Ludwig Boltzmann Institute for Clinical and Experimental Traumatology),中山大学附属三医院的研究人员发现维生素C能够将原先每一万至十万个细胞,才能有一个细胞转化为多能干细胞的低效率,提高到百分之十的高效率,这一重大发现发表在Cell Stem Cell杂志上。

  

生物通报道:来自中国科学院广州生物医药与健康研究院,奥地利鲁德维格-伯特斯曼临床与实验外伤学研究院(Ludwig Boltzmann Institute for Clinical and Experimental Traumatology),中山大学附属三医院的研究人员发现维生素C能够将原先每一万至十万个细胞,才能有一个细胞转化为多能干细胞的低效率,提高到百分之十的高效率,这一重大发现发表在Cell Stem Cell杂志上。

领导这一研究的是****特聘教授裴端卿博士,其早年毕业于华中农学院,主要研究兴趣是蛋白质在正常与癌细胞里的运送机制;EGFR 的信号传导机制与肺癌;干细胞的全能性调控机制。

干细胞研究是近年来生命科学的热点领域,其在细胞治疗、组织器官移植和基因治疗中具有举足轻重的作用,其广泛的应用前景吸引着全球众多科学家以及各国政府和商家的目光。

干细胞研究的道路并不平坦。英国科学家1981年从小鼠中分离出胚胎干细胞并在体外进行培养,而人的胚胎干细胞的体外培养直到最近十年才获得成功。然而,由于宗教、文化、伦理等原因,胚胎干细胞的研究与应用一直没有大的突破。2006年,日本的山中伸弥在世界上首次从小鼠成体细胞中获得功能与胚胎干细胞类似的“诱导多能干细胞”,即iPS细胞。但iPS转化效率过低一直是困扰科学家们应用该技术的瓶颈。

为了提高iPS的转化效率,国际干细胞主流研究方向集中在细胞核内的调控因子和高通量小分子筛选方面,一些国际知名院校的实验者们在设备先进造价高昂的实验室里,对上万种化合物进行筛选,但一筹莫展。

在这篇文章中,研究人员另辟蹊径,将研究方向放到了细胞外环境——培养基成分上,研究人员在培养基里添加抗氧化剂来提高体细胞重编程效率的实验,发现了维生素C的神奇作用。

维生素C在这方面的作用的重大革新性作用,能够将原先的每一万至十万个细胞,才能有一个细胞转化为多能干细胞的低效率,提高到百分之十的高效率。这个发现可以比喻为将火车的速度由四公里/小时提高到现在的高速铁路四百公里/小时的水平。

这一研究成果将被作为Cell Stem Cell的封面文章,这是来自中国的相关科研成果第一次获此殊荣。此项研究成果开启了干细胞研究的一个新的方向,预计将不断地推出创新性成果。不仅在基础理论研究中,而且在应用研究中,例如人口健康、家畜繁殖、动物保护等领域都将发挥重要作用。

原文摘要:

Vitamin C Enhances the Generation of Mouse and Human Induced Pluripotent Stem Cells

Somatic cells can be reprogrammed into induced pluripotent stem cells (iPSCs) by defined factors. However, the low efficiency and slow kinetics of the reprogramming process have hampered progress with this technology. Here we report that a natural compound, vitamin C (Vc), enhances iPSC generation from both mouse and human somatic cells. Vc acts at least in part by alleviating cell senescence, a recently identified roadblock for reprogramming. In addition, Vc accelerates gene expression changes and promotes the transition of pre-iPSC colonies to a fully reprogrammed state. Our results therefore highlight a straightforward method for improving the speed and efficiency of iPSC generation and provide additional insights into the mechanistic basis of the reprogramming process.► Vitamin C improves the speed and efficiency of mouse iPSC generation ► Adding vitamin C converts pre-iPSCs to iPSCs ► Vitamin C alleviates the senescence roadblock to reprogramming ► Human iPSC generation is also improved by vitamin C



作者简介:

裴端卿,清华大学****特聘教授。

  个人简介

  教育

  1991-1995 美国密西根大学博士后
  1985-1991 美国宾西法尼亚大学博士
  1980-1984 华中农学院学士

  专业工作经历

  2002-   清华大学教授
  1996-2004 美国明尼苏达大学助理教授,副教授
  1995-1996 美国密西根大学研究员

  研究兴趣

  1.蛋白质在正常与癌细胞里的运送机制
  2.EGFR 的信号传导机制与肺癌
  3.干细胞的全能性调控机制

  论文发表选录

  Pei, D., Weiss, S.J. 1995. Furin-dependent Intracellular Activation of the Human Stromelysin-3 Zymogen. Nature. 375: 244-247.
  Pei, D. 1999. Identification and characterization of the fifth member of the membrane-type matrix metalloproteinase MT5-MMP. J. Biol. Chem. 274:8925-8932.
  Jiang, A., Lehti, K., Wang, X., Weiss, S.J., Keski-Oja, J., and Pei, D. 2001. Regulation of Membrane-Type Matrix Metalloproteinase 1 Activity by Dynamin-Mediated Endocytosis. Proc. Natl. Acad. Sci. 98: 13693-8.
  Pan. G., Pei. D. 2005. The Stem Cell Pluripotency Factor Nanog Activates Transcription with Two Unusually Potent Subdomains at its C-terminus. J. Biol. Chem. 280:1401-1407.
  Pei, D. 2005. Matrix Metalloproteases Target Protease-activated Receptors During Tumor Progression.CancerCell, 7: 207-8.
 

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