翟明胜---人类胚胎干细胞和诱导多潜能干细胞变化的参考图谱使多潜能细胞系的表征高通量

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1、现代分子生物化学课程论文翻译河南农业大学现代分子生物学课程论文翻译学院牧医工程学院专业班级临床兽医学学生姓名翟明胜学生学号11203084现代分子生物化学课程论文翻译人胚胎干细胞与诱导多能干细胞变异致多能细胞株系高通量参考图谱摘要人类多潜能干细胞的发展潜能表明它们可以产生用于生物医学研究的与疾病相关的细胞类型。多潜能干细胞系中发生高度变异的情况已被报道，能够影响它们的效用和临床安全。在转化研究中人们安心地使用胚胎干细胞或诱导多潜能干细胞前必须更好地理解这种细胞系种的差异性。为了达到这个目标我们已经建立了20种先前已经推导出的人类ES细胞系和12种人类iPS细胞系

2、的DNA甲基化和基因表达的基因组参考图谱。并且我们测定了这些细胞系的体外分化特性。使我们能够评定ES和iPS细胞的遗传和转录的相似性，预测单个细胞系的分化效率。试验的结合产生了多潜能细胞系的用于快速综合表征的记分卡。前言人类胚胎干细胞系可以在体外分化并扩充很多代而不丧失分化为3种胚胎生殖层的能力（Thomson等人，1998）。iPS细胞系也一样，它可以用转录因子OCT4，SOX2，KLF4和C-MYC或替代的重组的异位表达通过重编程的体细胞得到（(reviewedinStadtfeldandHochedlinger，2010）。ES和iPS细胞系都是强大的研究

3、工具，能够提供用于生物医药研究的大量与疾病相关的细胞。有几组已经使用人类多潜能干细胞系作为模型系统分析单基因疾病的细胞基础，疾病的调查范围在迅速扩大(reviewedinColmanandDreesen，2009)。人类多潜能干细胞系的未来应用可能包括研究由基因和环境共同影响引起的复杂疾病，从疾病相关的细胞类型中筛选出的以细胞为基础的药物，多潜能细胞作为移植医学的一种可再生资源的使用(ColmanandDreesen，2009;Daley，2010;Rubin，2008).所有这些应用都需要可靠，高效和稳定分化为疾病相关细胞类型的的细胞系的选择和特性化。可是，已

4、经观察到不同的人类ES细胞系的分化效率有显著地变化(DiGiorgio等人2008;Osafune等人2008)，进一步关注已经上升到人类ES和iPS细胞系的等价性。例如，已有报道称在成百上千的基因表达，它们的基因组DNA甲基化模式和神经分化特性过程中人类iPS细胞全部由ES细胞分化而来，在人类ES和iPS细胞系可放心地用于翻译研究之前必须更好地理解这样的差异。尤其是，有必要建立基因表达和DNA甲基化模式的基因组的参考图　在一个大的多潜能细胞系聚集中，为新的ES和iPS细胞系表观遗传和转录性质的比较提供一个基准线。先前的研究已经表明人类多潜能细胞显示出极高的DN

5、A甲基化和基因表达的特征(Guenther等人2010;Hawkins等人2010;Lister等人2009;Muller等人2008)。但是，这些研究集中在几个细胞系，因此不能系统地研究遗传和转录变化的作用。为了牢固确立存在于人类多潜能干细胞系的遗传变化的本质和大小，三个基因组分析已用于20已经确立的胚胎干细胞株(Chen等人2009;Cowan等人2004;Thomson等人1998)和12个最近得到的功能特征化的iPS细胞系(Boulting等人2011)。在每个细胞株进行的分析包括通过基因组规模亚硫酸氢盐测序绘制DNA甲基化图谱，用微阵列分析基因表达，构

6、造应用500个血统的类胚体中的标记基因高通量转录产物定量差异化分析。总的来说,我们的数据提供人类多潜能细胞系变化的一个参考。这一提法可以使我们在ES和iPS细胞系之间进行一个系统的对比，识别细胞系特异化的异常基因，预测每个细胞系分化为三个胚层的分化倾向。最后,我们证明了我们这里报道的分化倾向有高度的预测效率，Boulting和同事能指导12iPS细胞分化为运动神经元。总之,我们发现表观遗传和转录的变化在人类多潜能细胞系中是很常见的，这种变化可能对一个细胞系的效用具有重大影响。　我们的观察适用于ES和iPS细胞株，需要仔细描述出每一个细胞系，不管它是如何得到的。随

7、着向减轻综合细胞系特性化的实验负担和提高现有检测精度的迈进，我们将我们的三种基因组分析组合成一个生物信息学计分卡检测法。这种计分卡使任何多潜能细胞系的质量和效用得到高通量预测。现代分子生物化学课程论文翻译结果　人类胚胎干细胞株中的DNA甲基化和基因的表达的一个参考　人类胚胎干细胞株受许多因素的影响，可能导致遗传和转录变化，如它们的遗传背景，方法协议之间的差异，不同的细胞培养条件。为了在优质多潜能细胞株间建立变异的基线,，我们获得了20种特异性很好并得到了广泛应用的人类胚胎干细胞株的低代数冷冻（表S1）。这些细胞系在标准条件下培养几代，在收集材料用于DNA甲基化和

8、基因表达的基因组分析之前