诱导性多功能干细胞

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1、诱导性多功能干细胞与再生医学2012Physiology&Medicine2012年诺贝尔生理医学奖10月8日揭晓，颁胎干细胞(EmbryonicStemCell,EScells)和成发给英国科学家JohnB.Gurdon与日本科学家体干细胞。山中伸弥。JohnGurdon早年对于「细胞核移植一、胚胎干细胞」的先驱研究证明了细胞的分化是可逆的。山中胚胎干细胞是从早期胚胎尚未分化的细胞团中伸弥则是发现一种简单的方法，可以将已分化的，以细胞培养方式所取得的的干细胞株。它们具成熟体细胞重新编程(reprogra

2、m)为多功能的细有发育的全能性，可以分化成为身体中的任何一胞，表现出胚胎干细胞的特性，而能够制造任何种细胞形态。可以利用人工体外授精的受精卵取身体的组织。山中的研究成果，使得再生医学的得早期胚胎而培养胚胎干细胞。应用获得突破性的进展。二、成体干细胞再生医学的定义再生医学的定义目前医学上常用的成体干细胞包括从婴儿脐带再生医学就是以健康的细胞加上特定的生医材血取得的造血干细胞(hematopoieticstemcell)料，制造具有功能之细胞、组织与器官，用以修、骨髓干细胞及周边血干细胞。成体干细胞最大复或是

3、替换身体内已经受损或坏死的细胞，及因的优势就是用于自体移植，可以从病患身上取得为老化、疾病、外伤而受损的组织或器官，或是干细胞，不必担心异体移植所造成的排斥反应，直接藉由控制细胞的分化，使其在体内发育成为因此目前成体干细胞成为再生医学的发展重点。所需的组织而恢复身体的健康。人体内存在最多的成体干细胞就是骨髓，骨髓里「干细胞」因为具有分裂与增殖的能力，并且的干细胞分为两种，一为造血干细胞，它们能够能够分化成为ㄧ到数种不同的细胞形态，是再生分化成为任何一种血球细胞，包括红血球、白血医学发展不可或缺的材料。我们

4、人体内可以取得球等；另一种为骨髓间叶干细胞(Bone_Marrow的干细胞，以分化潜能可分为(1)全能干细胞MesenchymalStemCell)，可以分化成硬骨细(Totipotent)，可以发展成完整的个体，如胚胎干胞、软骨细胞、肌肉细胞与脂肪细胞等。由成体细胞。(2)多功能干细胞(Pluripotent)，胚胎期同取得的干细胞多属于单效性干细胞(Unipotent)或源细胞，能够分化出多种不同的细胞组织，如造多潜能干细胞(Multipotent)。血干细胞。(3)多潜能干细胞(Multipoten

5、t)，只能胚胎是由尚未分化的细胞所组成。随着胚胎的分化成少数特定的细胞或组织。(4)单效性干细胞发育分化过程，不同细胞的基因表达会受到内在(Unipotent)，只能产生单一种细胞形态，但是具指令与周边细胞的影响，而分化成神经、骨骼、有自我分裂增殖的能力。脂肪等功能与结构各不相同的细胞，组成身体的目前的再生医学使用的干细胞依来源可分为胚各种组织与器官。人们曾认为细胞的分化与发育1华联快讯2012.11科技专题过程是不可逆的，分化成熟的细胞不可能再回复2006年，日本京都大学的山中伸弥教授发展出到多功能干细

6、胞的阶段。一种革命性的技术，研发出诱导多功能干细胞，诺贝尔生理医学奖获奖人JohnGurdon为英可以在试管中诱导完全分化的成熟体细胞国剑桥大学教授，他在1962年透过一项经典实验(somaticcells)成为干细胞。其论文立刻引起生，发现细胞的分化是可逆的。他把小肠上皮细胞物医学界的热烈讨论，同时也引发细胞重新编程的细胞核，注射到青蛙卵里，取代青蛙卵中原本研究的热潮。之前的研究发现，将胚胎干细胞与的细胞核，结果居然可以发育出完整的蝌蚪，证体细胞融合，分化完成的成熟体细胞可以被重新明了分化后的细胞仍然带

7、有发育成青蛙所需要的编程为多功能的细胞，显示胚胎干细胞中含有一完整基因信息[1](图一)。后续的「细胞核移植」些重要的因子可以诱导细胞的多功能性。山中教实验也成功的制造出复制的哺乳类动物[2,3]，最授于是利用生物信息学的方法，比较成熟的体细为人所熟知的就是桃丽羊的复制，说明已分化细胞与胚胎干细胞两者基因表现的差异，挑选出24胞的细胞核中仍然保有完整的基因信息，能够透个只有在胚胎干细胞中开启的独特基因。然后把过特殊的处理，使其回复全能的发育潜能，可分这24个基因，利用病毒载体转殖系统送进小鼠皮化成任何其他

8、的细胞。肤纤维母细胞里表现。结果发现这些纤维母细胞居然表现出胚胎干细胞的形态与细胞增生等特征。接下来使用消去法，找出Oct3/4、Sox2、Klf4和c-myc4个干细胞转录因子，缺少这些基因的表现，就无法完成胚胎干细胞的重新编程。山中将这种由干细胞转录因子所诱发生成的多功能干再生医学的定义细胞，命名为诱导性多功能干细胞(inducedpluripotentstemcells,iPScells)。[6](图二)。图一、图一、(