续写十大科学突破，Cell子刊发表iPS新方法（附原文）

细胞海洋

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" f& o% B* V3 m  u: w2006年日本京都大学的山中伸弥博士将4种基因转入小鼠的皮肤纤维细胞，诱导其转化为具有胚胎干细胞样特性的诱导多能干细胞（iPS），为世界上干细胞及再生医学研究开启了新的篇章。iPS技术绕开了胚胎干细胞研究面临的伦理和法律等障碍，因此在医疗领域的应用前景非常广阔。但是iPS细胞的应用由于其潜在致癌性和效率低，不利其未来的临床应用，科学家们要想借助干细胞疗法治疗疾病仍然需要更多的努力。
. _* b; f0 P3 U$ Z8 Z0 _1 K; k3 G去年来自哈佛医学院，波士顿儿童医院等处的研究人员创建了一种新的技术途径，利用mRNA替代DNA，生产重新编码细胞所需的四种蛋白质。把普通的人体皮肤细胞经过一系列实验快速地诱导转变成iPS细胞，从而消除因注射病毒和致癌基因造成的风险，而且这一技术的效率大约是其他传统方式的100倍。这一成果具有里程碑式的意义，因此入选了2010年Science十大科学突破。
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4 s* m6 a2 Y, i6 H* `. e近日来自日本大阪大学医学研究所、九州大学、日本国立放射学研究所的研究人员再度利用这一技术途径，成功地将miRNA导入小鼠及人类脂肪基质细胞（adipose stromal cells ，mASCs）快速诱导其转变为iPS细胞，从而消除了注射病毒和致癌基因造成的风险。这一研究成果在线发表在5月26日《细胞干细胞》（Cell stem cell）杂志上。
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为了筛选到具有重编程活性的候选miRNAs，研究人员首先针对小鼠胚胎干细胞（ESCs），诱导多能干细胞（iPSCs）及小鼠成体mASCs中的miRNAs进行了表达图谱分析。发现相对于mASCs，mir-200c, mir-302 s及 mir-369 s 三个家族 miRNAs在小鼠ESCs和iPSCs呈高水平表达。随后研究人员将这三种miRNAs导入到小鼠mASCs中，研究结果表明仅需mir-200c, mir-302 s及 mir-369 s即可改变小鼠脂肪基质细胞的原有程序将其转变为iPS细胞（mi-iPSCs）。这些mi-iPSCs能够表达未分化ESCs的特征性基因。传代培养20天后，贴壁生长的细胞（post-mi-iPSCs）开始显示形态学改变，并表达向3个胚层分化的特征性基因。在进一步的动物实验中，研究人员将小鼠mi-iPSCs移植至糖尿病/免疫缺陷模型小鼠中，12天后小鼠移植部位有畸胎瘤形成，组织学分析证实这些畸胎瘤中包含了向3个胚层分化的组织。当研究人员将相同的一组miRNAs导入到人类脂肪基质细胞及皮肤纤维细胞中，再度证实这些miRNAs能够诱导人类成体细胞回复到多能干细胞状态。
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除此之外，来自美国宾夕法尼亚大学医学院的科学家们利用miRNA介导的新技术成功地提高了体细胞的重编程效率，促使10万个人类成体细胞生成了大约1万多个诱导多能干细胞。此外他们证明生成的iPS细胞能够分化生成小鼠的大部分组织，包括生殖细胞、卵子和精子。相关研究成果以特写文章（Featured Article）发布在近期的《Cell Stem Cell》杂志上。* c: W1 K0 l8 W

3 J5 t: O# ?1 u2 \* z* _- y（生物通：何嫱）) F3 j, d: y3 c# K' X

( Y* `& I2 n9 }5 ^* j生物通推荐原文摘要：$ o: W8 o) R( V; c& }: f7 c
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Reprogramming of Mouse and Human Cells to Pluripotency Using Mature MicroRNAs: u- z1 _7 H  g; r7 ?

5 g4 o# x; p+ }Induced pluripotent stem cells (iPSCs) can be generated from differentiated human and mouse somatic cells using transcription factors such as Oct4, Sox2, Klf4, and c-Myc. It is possible to augment the reprogramming process with chemical compounds, but issues related to low reprogramming efficiencies and, with a number of protocols, residual vector sequences, remain to be resolved. We show here that it is possible to reprogram mouse and human cells to pluripotency by direct transfection of mature double-stranded microRNAs (miRNAs). Our approaches use a combination of mir-200c plus mir-302 s and mir-369 s family miRNAs. Because this reprogramming method does not require vector-based gene transfer, it holds significant potential for biomedical research and regenerative medicine./ l; m  X7 I% N& O  v- ], Q

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) b" [$ m$ c! R9 V. T* y/ m4楼原文 感谢殆死悲爱 提供

ghfvcat

现在来看，microRNA的诱导已经有几家重复了，真没想到miRNA的效果居然可以这么好，表观遗传修饰的作用可以这么大

sunyucheng

求原文

殆死悲爱

2 a- K5 g/ q, _, x7 H; W
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原文

starlj

如果miRNA真能重编程的话，这个就只能用震撼来形容了，估计会掀起一阵 miRNA热了，说明对miRNA功能的研究还有待进一步的扩展。很奇怪，仅仅用miRNA如何能激活內源多能性基因的表达，比如Oct4。是miRNA直接参与了这些基因的激活，还是对多能型基因而言，本身就有表达的倾向，只是被束缚在某种状态，只要解除束缚，立马就回被激活？另外，这些miRNA和早先Oct4、Sox2、Klf4之间是否有联系呢？他们在关闭非多能性基因，激活多能性基因上是否是一致的，还是通过不同的途径。这个对了解重编程的机制来说是很重要的。) e# Z, g- m' j+ d1 L3 z
不过日本人用的是脂肪基质细胞，为什么没有用MEF这点比较奇怪，是否是MEF做不出呢？感觉文章的真实性还是有待观察。

logisty

很激动人心的发现。现在认为细胞能够重编程，是由于细胞本身的基因调控网络决定的。但还不清楚到底是怎么决定的。miRNA与转录因子都是这个大网络的一部分，并且互相连接。通过激活/抑制转录因子能做到的事，通过miRNA的作用也能做到。这样理解也就不奇怪了。但是，其背后的机理到底是怎么样的，有没有比较universal的机制，还需要进一步研究。非常期待将来的进展。

huangcong1988

是啊，已经好多报道miRNAs能促进重编程了，机制还不清楚，但还是可以推测，miRNA作用于其靶基因，而靶基因是重编程过程中有表达变化的（换言之，该靶基因表达的变化是对重编程起作用的），是故能够改变重编程效率；另外，miRNA可能与某些信号通路作用，而信号通路能够调节重编程效率，当然，在iPS产生的机制还不清楚的现在，这些都只是推测

huangcong1988

我看到的相关miRNAs有：miR-93，miR-106b，miR-302，miR302/367  cluster ,miR-294，miR-295, et al .

cyperus

真是好文章！谢谢分享

bin

通过上面我们可以发现，终末分化细胞转变为iPS时，几个基因仅仅起到开关的作用，转入的miRNA将很快被降解，真正起到作用的是其下游的蛋白质。如果这样，我们将相应的蛋白质导入细胞内应该可以起到同样的效果，而且避开翻译这一步，指不定效率可以进一步提高，安全性也可能会更高。