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15.7: 유도 만능 줄기 세포

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Induced Pluripotent Stem Cells

15.7: Induced Pluripotent Stem Cells

15.7: 유도 만능 줄기 세포

Stem cells are undifferentiated cells that divide and produce different types of cells. Ordinarily, cells that have differentiated into a specific cell type are post-mitotic—that is, they no longer divide. However, scientists have found a way to reprogram these mature cells so that they “de-differentiate” and return to an unspecialized, proliferative state. These cells are also pluripotent like embryonic stem cells—able to produce all cell types—and are therefore called induced pluripotent stem cells (iPSCs).

iPSCs are potentially valuable in medicine, because a patient who needs a particular cell type—for instance, someone with a damaged retina due to macular degeneration—could receive a transplant of the required cells, generated from another cell type in their own body. This is called autologous transplantation, and it reduces the risk of transplant rejection that can occur when tissues are transplanted between individuals.

The Process

To create iPSCs, mature cells such as skin fibroblasts or blood cells from a person are grown in culture. Then, genes for multiple transcription factors are delivered into the cells using a viral vector, and the transcription factor proteins are expressed using the cell’s machinery. The transcription factors then turn on many other genes that are expressed by embryonic stem cells, returning the cells to an undifferentiated, proliferative, and pluripotent state.

It is still being studied whether iPSCs are truly equivalent to embryonic stem cells, but they appear to be similar and can produce cells from all three germ layers of the body. As with other types of stem cells, scientists are learning how to promote the differentiation of specific cell types from iPSCs efficiently, so that the needed cell types can be produced in adequate quantities.

Early Clinical Trials

The first clinical trial transplanted retinal cells derived from iPSCs into patients with age-related macular degeneration. Since then, several iPSC clinical trials have been approved for the treatment of Parkinson’s disease, heart disease, and spinal cord injury. Cells taken from patients and turned into iPSCs are also being used to study their diseases in the laboratory. In general, iPSCs provide another source of stem cells for scientific research.

줄기 세포는 세포의 다른 모형을 분할하고 생성하는 미분화한 세포입니다. 일반적으로 특정 세포 유형으로 분화 된 세포는 미토틱 후이며, 즉 더 이상 분열되지 않습니다. 그러나 과학자들은 이러한 성숙한 세포를 다시 프로그래밍하여 "분화 해제"하고 비전문적이고 증식 상태로 돌아갈 수 있는 방법을 발견했습니다. 이 세포는 또한 배아 줄기 세포 같이 다능성입니다 - 모든 세포 모형을 생성할 수 있고 그러므로 유도된 다능성 줄기 세포 (iPSCs)에게 불립니다.

iPSC는 특정 세포 모형을 필요로 하는 환자, 예를 들면, 황반 변성 때문에 손상된 망막을 가진 누군가 - 그들의 자신의 바디에 있는 다른 세포 모형에서 생성된 필요한 세포의 이식을 수신할 수 있기 때문에 의학에서 잠재적으로 가치가 있습니다. 이것은 자가 이식에게 불리고, 조직이 개별 사이에서 이식될 때 생길 수 있는 이식 거부의 리스크를 감소시킵니다.


iPSC를 만들기 위하여는, 사람에서 피부 섬유아세포 또는 혈액 세포와 같은 성숙한 세포는 배양에서 성장합니다. 이어서, 다중 전사 인자에 대한 유전자는 바이러스 벡터를 이용하여 세포로 전달되고, 전사 인자 단백질은 세포의 기계를 사용하여 표현된다. 전사 요인은 그 때 태아 줄기 세포에 의해 표현되는 많은 그밖 유전자를, 미분화, 증식, 및 다능한 상태로 세포를 돌려.

iPSCs가 배아 줄기 세포와 진정으로 동등한지 아직 연구되고 있지만, 유사하게 나타나고 신체의 세 배층 에서 세포를 생산할 수 있습니다. 다른 유형의 줄기 세포와 마찬가지로 과학자들은 필요한 세포 유형을 적절한 양으로 생산할 수 있도록 iPSC에서 특정 세포 유형의 분화를 효율적으로 촉진하는 방법을 배우고 있습니다.

조기 임상 시험

첫 번째 임상 시험은 iPSC에서 유래한 망막 세포를 노화 관련 황반 변성을 가진 환자로 이식하였다. 그 이후로, 몇몇 iPSC 임상 시험은 파킨슨 병, 심장병 및 척수 손상의 처리를 위해 승인되었습니다. 환자에게서 취하고 iPSC로 돌린 세포는 또한 실험실에서 그들의 질병을 공부하기 위하여 이용되고 있습니다. 일반적으로 iPSC는 과학 연구를 위한 줄기 세포의 또 다른 소스를 제공합니다.

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