诱导多能性

Developmental Biology
 

Summary

诱导多能干细胞 (Ips 细胞的基因重组,形成干的未分化的细胞的体细胞。像胚胎干细胞,诱导多能干细胞可促进分化成不同细胞类型的培养条件下种植。因此,诱导多能干细胞可能提供潜在的无限任何的来源人类的细胞类型,是再生医学领域的重大突破。然而,仍然需要进一步研究的推导和诱导多能干细胞分化成实际使用这些细胞在临床实践中。

这个视频首先介绍了细胞重新编程,背后的基本原则,然后演示并协议生成的诱导多能干细胞分化的小鼠胚胎成纤维细胞。最后,它将讨论几个实验科学家是改善或 iPSC 发电技术的应用。

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JoVE Science Education Database. 发育生物学精要. 诱导多能性. JoVE, Cambridge, MA, (2017).

诱导多能干细胞,像人类胚胎干细胞,可以分化成几乎任何细胞在体内,并因此有望在再生医学领域。

人类胚胎干细胞或人类胚胎肝细胞,从胚胎植入前胚胎取得而完全分化的体细胞用于生成诱导多能性干细胞,也被称为诱导多能干细胞。

在本视频中,你要了解背后生成诱导多能干细胞,诱导多潜能分化的细胞,和一些许多下游应用程序和本议定书的修改的分步议定书的基本原则。

让我们开始讨论背后的诱导多能干细胞从体细胞类型生成的原则。

分化的细胞,如皮肤细胞或神经元,是决定其命运。他们都是致力于执行特定的功能。另一方面,多能干细胞是他们的命运是未定的和他们可以分化为任何类型的细胞。

更改已分化的细胞的身份到多能干的状态的过程称为细胞重新编程。这涉及改变细胞的基因表达模式,因为数量和种类的蛋白质产生的细胞发挥主要作用在定义单元格的标识。

诱导细胞重新编程的方法之一是通过诱导某些转录因子的表达。转录因子是绑定到内基因的调控序列的蛋白质。一些这些序列被称为"宣传员,"并因此促进基因的转录。几个转录因子可以影响许多基因表达,细胞身份具有很大的影响。

四个经典转录因子已被证明能诱导多能性是 Oct4、 Sox2、 klf4 基因 cMyc。这些因素也被称为是 Yamanaka 因素后研究者们发现他们重编程的影响。

多个方法可用于诱导这些转录因子的表达。最常见和最有效的方法是病毒的使用改性能够转录因子基因进入细胞核,在那里他们将整合到基因组中。

在此方法中,基因编码的四个的山中伸弥因素单独打包成不同的逆转录病毒并添加分化细胞。当细胞暴露修改病毒时,一小部分的分化细胞感染所有四个转录因子携带病毒。他们开始直到形成了大型球面集群的多能性干细胞去分化。群集形成帮助诱导多能干细胞创建一个类似于体内干细胞中的微环境,因此帮助他们维持其多向分化潜能。

既然你现在明白背后的诱导多能干细胞生成的基本原则,我们去通过诱导小鼠胚胎成纤维细胞或小鼠,使用病毒转导系统中的多向分化潜能的一般协议。

在开始此过程之前, 请注意病毒可以感染你身体里的细胞,因此遵循安全准则是极其重要。

要开始转染过程,培养基删除从含小鼠,高密度板,用缓冲溶液洗涤细胞。接下来,添加含有的蛋白降解酶,如胰蛋白酶溶液解除细胞从底部的这道菜。培养基中然后添加到盘子里,并脱落的细胞转移到离心管。

后离心,颗粒是重新悬浮培养基中。下一步,计算单元数和浓度进行调整,这样单元格的最优数目可以感染上了病毒,第二天。一夜之间孵育细胞。

细胞有定居到他们新的菜肴后,旧媒体取而代之的是新鲜的媒体,和包含所需的转录因子的工程的病毒将添加到盘子里。细胞然后孵化用的病毒为足够时间让感染发生。孵化后免费病毒的培养基是删除并替换为新鲜胚胎干细胞培养基。

2-3 周后转型,细胞应种植在一个孵化器,37 ° 和文化媒体应每日更换。

这个时间段后, 看起来类似于胚胎干细胞集落的 iPSC 殖民地应该成为大到足以被捡起。殖民地可以转移到新鲜的板,包含介质与适当的生长因子,并且允许将会进一步扩大。为了证实多向分化潜能,多向分化潜能标记染色细胞群的一部分。

现在,您已经看到如何从分化细胞生成诱导多能干细胞,让我们看看一些下游应用程序和修改这个非常有用的方法。

诱导多能干细胞的一个重要特点是可以用于在体内生成的几乎任何单元格。这示例演示生成心脏肌肉细胞,称为心肌细胞,从诱导多能干细胞。为了做到这一点,诱导多能干细胞转移到非附着板,使他们形成胚状体的体,是多能干细胞的聚集。胚体养殖专业含血清和抗坏血酸,提高心肌细胞分化。当一些细胞开始跳动,成功分化可以很容易观察到。

因为潜在,诱导多能干细胞可以分化成任何的细胞类型,也可以形成一个完整的器官,像一只老鼠。这可以使用测定叫四倍体互补。第一,四倍体的胚,胚含四套染色体,是由融合的早期胚胎一起使用电场的两个单元格组成。四倍体胚胎被允许发展到囊胚阶段。诱导多能干细胞然后注入囊胚,然后移植到收件人为妊娠女性的影响。四倍体的细胞只是能形成胚外结构象胎盘,所以此方法产生的动物完全来自诱导多能干细胞。

一些研究人员修改编程的过程,以确定成功重组的细胞更有效的过程。例如,在这个实验中小鼠与表达 Oct4 启动子的影响下的绿色荧光蛋白的能力帮助研究人员可以轻松地识别具有多向分化潜能的细胞。

你刚看了朱庇特的视频生成诱导多能性干细胞。这个视频回顾了这一程序和一步一步的协议产生分化细胞的诱导多能干细胞背后的原理。我们还审查了这种方法可以如何应用或修改了在实验室做实验的。

诱导多能干细胞的发现已对干细胞生物学领域的产生巨大的冲击,因为它有巨大的潜力,开发可用于治疗退行性疾病的治疗。虽然与诱导多能干细胞,取得了很大进展,但仍需要跨越的障碍是癌症的相关的风险。当前的编程程序有可能导致不受管制的细胞生长,可能导致癌症。因此,需要更多的研究以实际临床使用诱导多能干细胞。一如既往,感谢您收看 !

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