重编程技术的应用方式2022-10-14 08:44:58
目前的重编程方法有基因整合方式及非整合方式，它们都可通过病毒和非病毒途径来介导。病毒介导的整合方式（如逆转录病毒）可使转导的因子在后代中稳定表达、转导效率高，但缺点是有插入突变和转录因子的重新激活表达的风险，导致肿瘤的发生。因此有学者提出通过引入可切除载体（Cre/loxP系统）来移除外源基因，但其效率很低，并且可能导致iPSCs基因突变。非病毒介导的整合方式，包括质粒载体、转座子等，其中piggyBac转座子 系统可通过转座酶的表达，切割DNA后形成发夹结构，释放转座子并插入到基因组中，该方法效率高，后续还能实现转座子序列的无缝切除，但是人类基因组中有内源性的类PB转座子元件，故该方法可能会引起基因组的改变。非整合方式能保持基因组完整性，但重编程效率低于整合方式，如仙台病毒，它是一种RNA病毒，其在导入细胞后的初始的几次传代中稳定表达重编程基因，在第10代左右其效果完全消失，且其重编程过程相对高效，对成纤维细胞及PBMCs的重编程效率约为0.1％。非病毒介导的非整合方式，包括利用mRNA、microRNA、小分子进行重编程，其中mRNA转染不会影响基因组，翻译过程也较DNA更快，但其稳定性和转染效率较低，且mRNA还需要多轮转染，这大大增加了工作量。这些方法在重编程效率、整合程度以及载体去除的时间方面均有差异， 探索既安全又高效的方法将利于促进iPSCs的应用。近年来，小分子在诱导重编程中的作用越来越受到关注，例如microRNA，其中miR291-3p、miR-294和miR-295可被用来代替c-Myc产生iPSCs集落。过去的研究已证实能够用化学小分子对小鼠体细胞进行重编程，最近我国北京大学生命科学学院的邓宏魁团队首次实现了利用一组化学小分子将人类体细胞重编程为iPSCs，并发现抑制JNK通路是化学小分子诱导重编程的不可或缺的步骤。另外，清华大学药学院丁胜团队还利用3种小分子的组合首次将小鼠ESCs诱导成类似于二细胞胚胎的全能干细胞，其能在体外及小鼠体内分化为胚胎和胚外细胞。总之，利用小分子诱导细胞的多能性甚至全能性是可行的，该方法避免了外源基因组的整合，并且过程简单、高效，更可能成为未来理想的重编程方法，对研究重编程具有重大意义，也是目前的研究热点。
出自《诱导多能干细胞在儿童疾病的应用研究进展》作者田智琛，尹晓娟。
上一篇： iPSCs的来源及作用
下一篇： IPSC治疗杜氏肌肉营养不良症的应用
