山中伸彌發(fā)明IPS細胞的介紹及啟示

1、Induction of Pluripotent Stem Cells from Mouse Embryonic and Adult Fibroblast Cultures by Defined Factors Kazutoshi Takahashi1 and Shinya Yamanaka1,2,* 匯報人：XXX作者與成果介紹： 作者：山中伸彌山中伸彌（Shinya Yamanaka），日本京都大學前沿醫(yī)學研究所教授，醫(yī)學家 發(fā)表期刊：Cell 時間：2006.8.25 地位：2012年諾貝爾生理學獎（John B. Gurdon，UK)文章背景：Sir Martin John Evans

2、文章背景：Dr. James ThomsonObtained in human in 1998在當時出現(xiàn)的問題： 引發(fā)倫理爭議 利用試管嬰兒技術獲得受精卵的夫婦將多余胚胎捐贈給實驗室，用于其他研究。這種通過破壞胚胎來獲取胚胎干細胞供人類研究的做法引發(fā)了很大的倫理爭議。 免疫排斥反應 利用胚胎干細胞形成的組織在給患者進行器官移植過程中會發(fā)生免疫排斥反應。研究目標：論文解決的關鍵問題：Induced pluripotent stem cells,iPSs2009年1月環(huán)球科學文/Tim Hornyak當歷史學家為干細胞研究撰寫編年史時，山中伸彌（Shinya Yamanaka）很可能以一個“和事佬

3、”的角色被載入史冊：這位日本科學家用一種前所未有的方式，終結了胚胎干細胞領域曠日持久的倫理之爭。研究思路： 基因選擇性表達：每一種細胞的特性都是由特異性的蛋白決定的，正常的體細胞中表達的基因決定其不能夠繼續(xù)分化，而ES細胞中特異性表達的蛋白決定了其分化的多樣性。 如果將這些維持胚胎干細胞多樣性的特異性蛋白轉入體細胞中，能否使體細胞具有胚胎干細胞的特性？研究過程：over over 100 100 factorsfactors24 24 factorsfactors4 4 factorsfactorstrasduction trasduction in MEFsin MEFsiPS cellsi

4、PS cells得出的結論： iPS cells使用了何種材料和方法支持論點？ 證據(jù)充足：正文14頁，圖表數(shù)據(jù)7頁，補充材料 41頁。 方法技術：方法技術： 分子生物學方法：轉基因技術、RT-PCR、DNA microarray、real-time PCR、western blot、southern blot 表觀遺傳學方法：染色質免疫沉淀分析 組織學方法：裸鼠移植、免疫組化染色 數(shù)學統(tǒng)計方法：Pearson相關分析、Students t test、one-factor ANOVA論點論點證明方法證明方法證明過程證明過程論文對應部分論文對應部分只有Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4這

5、四種轉錄因子是必需的，且必須組合在一起才能完成誘導，其余情況均不可。計算機統(tǒng)計分析動物細胞培養(yǎng)形態(tài)學分析將24種因子全部加入小鼠MEF細胞中進行誘導可以得到IPS細胞，然后將每種因子逐個去除，觀察去除掉該因子后細胞能否誘導成功，最終篩選出4個。Figure 1. Generation of iPS Cells from MEF Cultures via 24 FactorsFigure 2. Narrowing down the Candidate Factors通過這四種轉錄因子的確獲得了類似胚胎干細胞的多功能干細胞。分子生物學：RT-PCR、DNA微陣列技術表觀遺傳學：染色質免疫沉淀分析組

6、織學：裸鼠皮下移植、免疫組化染色數(shù)學統(tǒng)計：Pearson相關分析研究IPS和ES在細胞形態(tài)、基因表達上的相似之處和差異發(fā)現(xiàn)ips細胞只是類似ES細胞；同時對IPS細胞發(fā)育形成的畸胎瘤進行組織學檢查，發(fā)現(xiàn)其能夠分化為多種組織器官，說明其具有多能性。Figure 3. Gene-Expression Profiles of iPS CellsFigure 4. Global Gene-Expression Analyses by DNA MicroarraysFigure 5. Pluripotency of iPS Cells Derived from MEFs論點論點證明方法證明方法證明過程證

7、明過程論文對應部分論文對應部分不僅是小鼠胚胎成纖維細胞（MEFs）可被誘導，其他分化程度很高的體細胞也可被誘導。同上將這四種因子又一起導入了小鼠尾尖成纖維細胞（TTFs），并進行了與之前相同的檢測，發(fā)現(xiàn)同樣可以誘導形成IPS細胞。Figure 6. Characterization of iPS Cells Derived from Adult Mouse Tail-Tip FibroblastsIPSs能夠像胚胎干細胞一樣促進胚胎的發(fā)育。顯微注射組織學分析將綠色熒光蛋白基因標記的IPSs顯微注射至小鼠囊胚，發(fā)現(xiàn)IPSs參與了小鼠三胚層的分化，說明IPS能夠促進胚胎的發(fā)育。Figure 6. Characterization of iPS Cells Derived from Adult Mouse Tail-Tip Fibroblasts進一步研究4種轉錄因子在IPS與ES細胞中的表達情況，明確IPS與ES細胞在基因表達水平上的差異。real-time PCR、western blot、southern blot。略Figure 7. Biochemical and Genetic Analyses of iPS