人诱导多能干细胞在再生医学和疾病建模领域2022-07-25 08:45:54
人诱导多能干细胞在再生医学和疾病建模领域，都具有巨大的应用价值。与胚胎干细胞不同的是，它们可在保留原宿主遗传信息的情况下进行多向分化，而且不引发伦理问题。目前，拟胚体形成法是人诱导多能干细胞分化为成体细胞的主要方法之一，该方法模拟了早期胚胎发育的生理过程。在体外悬浮培养系统中，人诱导多能干细胞因细胞间重力和张力作用自发形成的细胞聚集体即为拟胚体，具有向三胚层分化的潜力。拟胚体分化过程需要相对较长的培养时间，细胞外部培养环境可对细胞分化、形态和增殖等生物学行为产生深远的影响。目前，人诱导多能干细胞主要采用21％氧气条件进行拟胚体分化，但在正常的人体生理状态下，干细胞主要生存于低氧环境，氧气浓度范围在1％~9％。因此有必要深入了解低氧环境是否有助于干细胞向拟胚体分化。目前低氧环境对不同来源干细胞形成拟胚体过程的影响结论不一，有研究显示人胚胎干细胞形成拟胚体过程中，低氧环境可以促进细胞的分化过程，但是会增加了细胞凋亡而减缓拟胚体生长速度；但也有不同的研究结果显示，低氧环境能促进人胚胎干细胞或鼠诱导多能干细胞更高效地向拟胚体分化；还有研究使用牛诱导多能干细胞形成拟胚体，发现拟胚体的形成并不受到低氧环境的影响。在低氧条件下，细胞主要受HIF-1α和其他相关信号通路的调节，例如Wnt/β-catenin和VEGFA信号通路，均可参与调节细胞的增殖、分化和存活。
关于低氧环境是否有利于人诱导多能干细胞通过拟胚体法进行分化，以及不同时间点上产生何种影响等问题，目前均未有明确结论。本研究拟采用人诱导多能干细胞作为研究对象，通过设计正常氧气浓度及低氧两种不同环境，结合分化过程的时间轴获得不同阶段变化结果，对分化过程中拟胚体的形成、成熟、粘附、扩增和三胚层分化潜力的功能特性进行分析判断，并且进一步检测低氧信号通路相关分子的表达情况。
出自《低氧环境可体外促进人诱导多能干细胞分化为拟胚体》作者方丽君，冯子倍，梅静怡.
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