山中伸彌發(fā)明IPS細(xì)胞的介紹及啟示

1、Induction of Pluripotent Stem Cells from Mouse Embryonic and Adult Fibroblast Cultures by Defined Factors Kazutoshi Takahashi1 and Shinya Yamanaka1,2,* 匯報人：XXX作者與成果介紹：作者：山中伸彌（Shinya Yamanaka），日本京都大學(xué)前沿醫(yī)學(xué)研究所教授，醫(yī)學(xué)家發(fā)表期刊：Cell時間：2006.8.25地位：2012年諾貝爾生理學(xué)獎（JohnB.Gurdon，UK)文章背景：Sir Martin John Evans文章背景：Dr. J

2、ames ThomsonObtained in human in 1998在當(dāng)時出現(xiàn)的問題：引發(fā)倫理爭議 利用試管嬰兒技術(shù)獲得受精卵的夫婦將多余胚胎捐贈給實驗室，用于其他研究。這種通過破壞胚胎來獲取胚胎干細(xì)胞供人類研究的做法引發(fā)了很大的倫理爭議。免疫排斥反應(yīng) 利用胚胎干細(xì)胞形成的組織在給患者進(jìn)行器官移植過程中會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。研究目標(biāo)：？論文解決的關(guān)鍵問題：Induced pluripotent stem cells,iPSs2009年1月環(huán)球科學(xué)文/Tim Hornyak當(dāng)歷史學(xué)家為干細(xì)胞研究撰寫編年史時，山中伸彌（Shinya Yamanaka）很可能以一個“和事佬”的角色被載入史冊：這

3、位日本科學(xué)家用一種前所未有的方式，終結(jié)了胚胎干細(xì)胞領(lǐng)域曠日持久的倫理之爭。研究思路：基因選擇性表達(dá)：每一種細(xì)胞的特性都是由特異性的蛋白決定的，正常的體細(xì)胞中表達(dá)的基因決定其不能夠繼續(xù)分化，而ES細(xì)胞中特異性表達(dá)的蛋白決定了其分化的多樣性。如果將這些維持胚胎干細(xì)胞多樣性的特異性蛋白轉(zhuǎn)入體細(xì)胞中，能否使體細(xì)胞具有胚胎干細(xì)胞的特性？研究過程：over 100 factors24 factors4 factorstrasduction in MEFsiPS cells得出的結(jié)論： iPS cells使用了何種材料和方法支持論點？證據(jù)充足：正文14頁，圖表數(shù)據(jù)7頁，補充材料 41頁。方法技術(shù)：分子生物學(xué)

4、方法：轉(zhuǎn)基因技術(shù)、RT-PCR、DNA microarray、real-time PCR、western blot、southern blot表觀遺傳學(xué)方法：染色質(zhì)免疫沉淀分析組織學(xué)方法：裸鼠移植、免疫組化染色數(shù)學(xué)統(tǒng)計方法：Pearson相關(guān)分析、Students t test、one-factor ANOVA論點證明方法證明過程論文對應(yīng)部分只有Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4這四種轉(zhuǎn)錄因子是必需的，且必須組合在一起才能完成誘導(dǎo)，其余情況均不可。計算機統(tǒng)計分析動物細(xì)胞培養(yǎng)形態(tài)學(xué)分析將24種因子全部加入小鼠MEF細(xì)胞中進(jìn)行誘導(dǎo)可以得到IPS細(xì)胞，然后將每種因子逐個去除，觀察去除掉該因

5、子后細(xì)胞能否誘導(dǎo)成功，最終篩選出4個。Figure 1. Generation of iPS Cells from MEF Cultures via 24 FactorsFigure 2. Narrowing down the Candidate Factors通過這四種轉(zhuǎn)錄因子的確獲得了類似胚胎干細(xì)胞的多功能干細(xì)胞。分子生物學(xué)：RT-PCR、DNA微陣列技術(shù)表觀遺傳學(xué)：染色質(zhì)免疫沉淀分析組織學(xué)：裸鼠皮下移植、免疫組化染色數(shù)學(xué)統(tǒng)計：Pearson相關(guān)分析研究IPS和ES在細(xì)胞形態(tài)、基因表達(dá)上的相似之處和差異發(fā)現(xiàn)ips細(xì)胞只是類似ES細(xì)胞；同時對IPS細(xì)胞發(fā)育形成的畸胎瘤進(jìn)行組織學(xué)檢查，發(fā)現(xiàn)其能

6、夠分化為多種組織器官，說明其具有多能性。Figure 3. Gene-Expression Profiles of iPS CellsFigure 4. Global Gene-Expression Analyses by DNA MicroarraysFigure 5. Pluripotency of iPS Cells Derived from MEFs論點證明方法證明過程論文對應(yīng)部分不僅是小鼠胚胎成纖維細(xì)胞（MEFs）可被誘導(dǎo)，其他分化程度很高的體細(xì)胞也可被誘導(dǎo)。同上將這四種因子又一起導(dǎo)入了小鼠尾尖成纖維細(xì)胞（TTFs），并進(jìn)行了與之前相同的檢測，發(fā)現(xiàn)同樣可以誘導(dǎo)形成IPS細(xì)胞。Figu

7、re 6. Characterization of iPS Cells Derived from Adult Mouse Tail-Tip FibroblastsIPSs能夠像胚胎干細(xì)胞一樣促進(jìn)胚胎的發(fā)育。顯微注射組織學(xué)分析將綠色熒光蛋白基因標(biāo)記的IPSs顯微注射至小鼠囊胚，發(fā)現(xiàn)IPSs參與了小鼠三胚層的分化，說明IPS能夠促進(jìn)胚胎的發(fā)育。Figure 6. Characterization of iPS Cells Derived from Adult Mouse Tail-Tip Fibroblasts進(jìn)一步研究4種轉(zhuǎn)錄因子在IPS與ES細(xì)胞中的表達(dá)情況，明確IPS與ES細(xì)胞在基因表達(dá)水平上的差異。real-time PCR、western blot、southern blot。略Figure 7. Biochemical and Genetic Analyses of iPS Cells文章創(chuàng)新之處：“對于這樣的研究，我們實驗室根本不具備競爭力，所以我想，反其道而行