17.3 拓展阅读二  关键转录因子可以改变一个细胞的命运

拓展阅读二  关键转录因子可以改变一个细胞的命运

       20世纪早期流行的观点是细胞分化只能是单向的过程,成熟细胞将被永久地锁定在已经完成的分化状态,不能回到完全不成熟的多能干细胞状态。因此,未分化的卵细胞或早期胚胎细胞只能分化成特定的细胞。

        1962年,英国科学家Gurdon JB发现,将分化的蛙肠上皮细胞的细胞核移植到一个去核的受精卵中,该受精卵可以继续发育,最终发育成一个健全的个体-蝌蚪。这表明分化的细胞核具有恢复到未分化状态的能力,并有可能重新启动发育。那么,一个已分化的细胞能否被完全重新编程成为胚胎干细胞呢?

        2006年,日本京都大学Yamanaka S课题组,在《细胞》杂志上报道了诱导多能干细胞的研究。他们把Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4这四种转录因子的基因克隆入病毒载体,然后引入小鼠成纤维细胞,发现可诱导细胞核重新编程并使细胞发生转化,产生的细胞在形态、基因表达、表观遗传修饰状态、细胞倍增能力、类胚体和畸形瘤生成能力、分化能力等方面都与胚胎干细胞相似,因此称其为诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cell,iPS cell)。因为iPSC与胚胎干细胞的这种极高的相似性,所以研究成果一经报道便迅速引起了干细胞乃至生物医学领域的广泛关注。

      2007年11月,YamanakaS课题组和美国的Thompson J实验室几乎同时报道,利用这种技术诱导人的皮肤纤维细胞成为iPS细胞。2012年10月8日,Yamanaka S与GurdonJB因在细胞核重新编程研究领域的杰出贡献而获得诺贝尔生理学/医学奖。

【推荐阅读】

1. Gurdon, JB. The developmental capacity of nuclei takenfrom intestinal epithelium cells of feeding tadpoles. J Embryol Exp Morphol.10: 622–640.1962

2. Takahashi K, Yamanaka S. Induction of Pluripotent StemCells from Mouse Embryonic and Adult Fibroblast Cultures by Defined Factors. Cell.126(4): 663–676. 2006

3. Takahashi K, Tanabe K, Ohnuki M, Narita M, Ichisaka T,Tomoda K, Yamanaka S. Induction of Pluripotent Stem Cells from Adult Human Fibroblastsby Defined Factors. Cell. 131(5): 861–872. 2007

4. Okita K, Ichisaka T, Yamanaka S. Generation ofgermline-competent induced pluripotent stem cells. Nature. 448 (7151):313–317. 2007

(李慧 张晓伟)