$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Возможность перепрограммирования соматических клеток человека в клеточных как индуцированных плюрипотентных стволовых клеток эмбриональных стволовых (ИПСК) был впервые обнаружен Такахаши и др. В 2007 1. Фибробласты человека кожные трансдуцированные ретровирусы выражения четыре фактора транскрипции (так окрестили Яманака факторы Oct3 / 4, Sox2, с-Мус и Klf4) было показано, что очень похожи на человеческие эмбриональные стволовые клетки (ЭСК) на основе морфологии, пролиферации, экспрессии генов и эпигенетическом статуса; важно, иПСК также способны дифференцироваться в клетки всех трех зародышевых листков 1. Пролиферативный потенциал и дифференциация мощность ИПСК делает их очень привлекательными инструментами; перепрограммирования клетки от пациентов, страдающих от конкретных заболеваний, иПСК могут быть использованы как в качестве ин витро модели болезни систем и в качестве потенциальных терапевтических.
Для последней цели, некоторые вопросы должны быть решены до полного потенциала ИПСКв клинической практике может быть реализован; онкогенными потенциал в пробирке, культивируемых ЭСК и ИПСК, использование ксеногенным производных во время перепрограммирования и обслуживания клетки, и необходимость отслеживать пересаженных клеток в естественных условиях все важные препятствия для клинического применения плюрипотентных стволовых клеток (обзор Hentze соавторами. 2). Идеальное решение о необходимости отслеживания дифференцированных клеток после трансплантации будет включать визуально обнаруживаемый маркер, который устойчив к звукоизоляции, а также пестрота, независимо от приложения. Прочная и устойчивая выражение интегрированных генов являются наиболее легко достижимо, когда экзогенная ДНК вводят в безопасной гавани локусов; то есть, геномные сайты, которые позволяют достаточно транскрипцию интегрированного вектора и в то же время, смягчающего возмущения выражения в соседних генов 3. Один из таких сайтов, который был очень хорошо характеризует с момента его открытия в том, аденоассоциированный вирус Integrвания сайт 1 (AAVS1), в первом интроне белка фосфатазы 1 регуляторная субъединица 12С (PPP1R12C) гена. Этот локус, как было показано не только позволяют поддерживать и надежный выражение комплексных трансгенов с помощью расширенного времени в культуре и в пробирке дифференциации 3, но также и для защиты окружающей гены транскрипции возмущения 4; обе функции, как считается, из-за присутствия эндогенных хроматина элементов диэлектрик, фланкирующих AAVS1 сайт 5.
Достижения в геном технических средств Только за последнее десятилетие значительно облегчило легкость и эффективность, с которой генетические манипуляции в любой тип клеток может быть достигнута. В то время как ранние успешные эксперименты опиралась на чрезвычайно низкие уровни эндогенного гомологичной рекомбинации (HR) с введенной донора для достижения ген ориентации в ESCs 6,7, использование конкретных участков нуклеаз, таких как цинковый палец нуклеаз (ZFNs), которые СИГВВПficantly вызвать гомологичной рекомбинации через поколения перерыва двухцепочечной ДНК значительно повысило эффективность таких экспериментов 8,9. Повторное использование обоих транскрипционных активаторов, как эффекторов (сказок) растительного патогенного Ксанфомонас родов и прокариотических кластерные регулярно interspaced короткие палиндромные повторов (CRISPR) / Cas9 система в эффективные дизайнерские нуклеаз сайт-специфических сделал генного таргетинга в плюрипотентных стволовых клеток доступны и практически методология 10-13.
Недавняя статья описано эффективный способ для стабильной интеграции зеленого флуоресцентного репортера кассеты в AAVS1 безопасной гавани локуса человека ИПСК с помощью Сказка нуклеазы (Таленс) 14. Эти целевые иПСК сохранили свою флуоресценцию даже после направленной дифференцировки в кардиомиоциты и трансплантации в мышиной модели инфаркта миокарда (ИМ), обеспечивая убедительные доказательства полезности такихстабильно люминесцентные плюрипотентные стволовые клетки 14. Чтобы получить целевые колонии, метод гена-ловушка была использована в котором сплайсинга-акцептор (SA), 2А саморасщепляющиеся пептидную последовательность помещает пуромицин N-ацетил-трансферазы (PAC), ген под контролем эндогенного промотора PPP1R12C; Таким образом, только иПСК, которые включили донора ДНК в локусе AAVS1 выразить PAC, делая их доступными для на основе пуромицину сопротивления; (Рисунок 1, 15). Подробнее Этот протокол процедуры генерации AAVS1-GFP иПСК сообщили в недавней работе 14, в том числе процесс трансфекции ИПСК с Talens и 9,8 кб донора интеграции фрагмент 4.2kb ДНК в AAVS1 безопасной гавани локуса, выбрав ИПСК на основе пуромицину сопротивление, и сбор колонии для клональной экспансии. Методики, описанные в данном документе, могут быть применены ко многим генома инженерных экспериментов.