细胞重编程：疾病治疗的新方向

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1、细胞重编程：疾病治疗的新方向【摘要】细胞重编程无疑属2008年科学十大进展Z-,即2006年和2007年的ips细胞在小鼠和人体的实验取得成功后，细胞重编程技术瞬时成为研究热点，这项研究为干细胞研究和相关的疾病治疗打开了新的研究大门人们可以在不必获得胚胎的情况下利用成体细胞通过细胞重编程获得IPS细胞进行疾病的研究和治疗。突破了长期以来阻扰干细胞研究的“瓶颈”，具有里程碑的意义。作为一个崭新的技术，本文将简单阐述细胞重编程的研究进展和它在疾病治疗方面的的应用前景【关键词】细胞重编程：指的是分化的细胞在特定的条件下被逆转后恢复到全能性状态，或者形成胚胎干细胞系，

2、或者进一步发育成一个新的个体的过程。IPS细胞：诱导多能干细胞(inducedpluripotentstemcell)iPS细胞是Ftl成年体细胞经过简单的基因改造产生的，它具有胚胎干细胞的特点，可以分化为任意一种体细胞。【论据】1个性iPS细胞o近十年来，研究干细胞的生物学家一直在寻找一种方法，用患有难以研究的疾病的患者身上的细胞制造长期生存的细胞系。而利用IPS细胞为科学家们研究疾病的分了基础提供了新工具。今年美国科学家使用一个患有脊髓性肌萎缩症（SMA）儿童的皮肤细胞，制造了诱导多功能干细胞（iPS细胞），利用这些iPS细胞培育出包含导致SMA疾病遗传缺

3、陷的运动神经细胞，以观察该疾病怎样发展，并试图找到治疗该疾病的方法。而在此之前JohnDimos及其同事就开始对来自两位罹患遗传形式的ALS病患的皮肤细胞进行实验，并通过加入四种基因将这些细胞转变冋iPS细胞，而这四种皋因是研究人员先前用来将细胞程序进行重新设定使其演变为iPS状态的基因。接着，研究人员将来自其中一名病患的iPS细胞沉浸在多种信号分子中，设法使这些细胞成为看上去像是运动神经元的细胞，而运动神经元是在ALS中遭损害的细胞。这一做法的终极希望是：用像这样的iPS来制造在遗传上相匹配的健康细胞，并用其取代病变的细胞。但是，在将这种方法安全地用于人身上

4、之前，仍然还有重大的障碍需要克服。与此同时，病患特异性的iPS细胞将是研究ALS样疾病发生机理的重要工具。在大多数的情况下，ALS是遗传与环境因了间复杂的相互作用的结果，这使得在细胞培养中来研究这种疾病变得非常困难。但是，来自有遗传变异（这些变异使得变异基因携带者容易罹患该种疾病）的病人的iPS细胞则恰好携带着个体病人中与该疾病有关的“众多”的遗传信息。现在已有实验小组为10种疾病的患者量身培养了iPS细胞系，包括肌肉萎缩症、I型糖尿病、唐氏综合症。这些细胞系不仅为科学家研究疾病建立了模型，而且也许还将对候选药物的筛选有所帮助。最终，这些技术也许可以讣科学家们

5、在培养皿中修正基因缺陷，然后用修复了的自身细胞为患者治疗。2成年体细胞转化为卩细胞研究发现患糖尿病的活小鼠的外分泌胰腺细胞可被重新编程，成为能够产生胰岛素的内分泌细胞，与0细胞相似，从一种分化状态进入另一种分化状态，中间并不需转变成干细胞。这种策略是基于早先关于胰腺发育屮所涉及转录因子的研究成果：三种因子（Ngn3,Pdx1和Mafa）的组合是该过程中的关键成分。该研究小组把三种病毒的混合剂注入成年鼠的胰腺内。这三种病毒主要感染外分泌细胞，每个病毒携带有一种已知在卩细胞发育过程中起作用的基因。几天内，小鼠体内形成了能制造胰岛素的细胞，这种细胞的外表和作用可与真

6、的0细胞媲美。这项研究打破了细胞单向分化的…贯认为，因为在牛物体内，分化了的细胞儿乎从来不改变发展方向，而这项研究使细胞重编程不经胚胎干细胞直接分化成新的体细胞，这种细胞的直接再编程对治疗某些疾病来说，也许比采用多能干细胞更简单、更安全。这项技术也许能使科学家们加快在实验室培养所需细胞类型，舟确定的因了把培养的一种细胞变成另一种。3细胞重编程的研究进展最初的方法是利用逆转录病毒和慢病毒把再编程基因（Oct3/4、Sox2、Klf4和c-Myc这4个基因）插入受感染细胞的基因组，从而永久地改变其DNAo但是重组率只有千分之一，而且有癌变的风险（20%产生肿瘤），

7、因为插入的基因可能会打断现有的基因（例如防癌基因）使用逆转录病毒能引发致癌基因的活性，导致细胞容易形成肿瘤。因此世界各地的实验室都在寻找其它方法來引发细胞再编程，分别有以下进展1）美国一个小组发现至少在小鼠细胞上也可以用腺病毒做载体。腺病毒是导致常见感冒的一种病毒，并不将自己插入基因组。腺病毒足够长时间地表达插入的基因，将细胞再编程，但是随着细胞分裂，病毒被稀释到检测不到的水平，使再编程后的细胞内原来的基因组保持不变。2）10月份日本的研究人员揭示质粒DNA环状体也可以将所需基因载入细胞。山中伸弥的研究小组用一个质粒运载基因c-Myc,另一个质粒运载Oct3/

8、4、Klf4和Sox2基因，然后把两个