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我科学家从羊水细胞中快速建立人类iPS细胞

我科学家从羊水细胞中快速建立人类iPS细胞
我科学家从羊水细胞中快速建立人类iPS细胞

我科学家从羊水细胞中快速建立人类iPS细胞重编程所需时间最短,细胞变异风险大为降低

继前不久在世界上首次得到完全由诱导多能干细胞(即iPS细胞)发育的小鼠之后,我国科学家在iPS细胞研究领域又取得重大进展:首次从孕妇产前的羊水细胞中高效快速建立iPS 细胞,所需时间只有6天,为目前人类iPS细胞相关报道中最短。

最近在一篇论文的发表,引起了国内外专家的高度关注,国内媒体《人民日报》8.21刊,《新闻晚报》8.20刊,及科学网,中国科学院网,新浪,搜狐等媒体都先后报道。最近在线发表于国际权威杂志《人类分子遗传学杂志》(《Human Molecular Genetics》)上的这项成果,是由中科院上海生命科学院/上海交大医学院健康科学研究所金颖研究员带领的干细胞研究组与上海新华医院陈方教授合作完成的。据金颖研究员介绍,此前科学家已经成功地将小鼠、大鼠、猕猴、猪和人的体细胞诱导成为iPS细胞,诱导技术也产生了巨大革新,如减少外源转录因子的种类,使用非整合病毒,质粒法等等。“目前关于人类诱导多能干细胞的研究还处于起步阶段,所采用的供体细胞还仅仅局限在人包皮成纤维细胞、表皮细胞、毛囊细胞等少数细胞类型。更为棘手的是,这些细胞被重编程为iPS细胞所需要的时间比较长(通常为16-35天),且效率很低,这大大增加了在这个过程中细胞的变异风险。”金颖说,“因此,如何找到一种理想的人类体细胞来源,是全世界科学家的重点关注课题。”

该论文的第一作者是华中师范大学2004届本科毕业生李春亮同学,于2004年以第一名免试保送到中国科学院上海生命科学研究院,师从国内著名的干细胞专家金颖研究员。李春亮等在金颖研究员指导下,从孕妇产前诊断时剩余的羊水细胞中发现一部分特殊类群,它们在病毒介导的四种因子诱导下,感染后第二天发生形态上的显著变化,第四天出现人胚胎干细胞类似形态的克隆,第六天就可以挑选后进行建系。研究人员对建立的8株人类诱导多能干细胞进行进一步鉴定后发现,这些细胞能够长期在体外稳定传代并保持体外长期传代核型正常,维持自我更新,蛋白和转录水平高表达全能性的标志基因。诱导多能干细胞的主要应用是分化和细胞移植。研究人员按照国际标准尝试了羊水细胞来源的iPS细胞的体外、体内分化潜能,结果发现,iPS细胞能够分化成包括神经前体细胞在内的各种人体细胞。

为什么能从羊水细胞中高效快速地建立iPS细胞?研究人员所做的全基因组基因表达谱分析结果显示,该研究所用的羊水细胞在表达谱相关性上和人胚胎干细胞非常相似,——这可能是它高效被重编程的原因之一。

“这些细胞发生重编程所需要的时间是目前人类iPS细胞相关报道中最短的,这大大减少了在编程过程中细胞发生变异的风险。同时高效快速实现重编程为研究iPS细胞发生的分子机制和探索更安全地建立人类iPS细胞的新途径提供了理想的细胞体系。”金颖研究员说,此前建立人类iPS细胞所需的供体细胞都是专门提取的,而我们所用的羊水细胞是孕妇常规临床检查时剩余的——这就更便于iPS细胞的研究和日后的应用。

背景资料

李春亮,男,华中师范大学生命科学学院2004届本科毕业生。在读期间学习成绩优异,

年年考核优秀。连续三年获得校级三好学生,2003年获得校十大“三好学生”标兵第一名及桂子山“科研之星”称号,2001年和2003年获得全国英语竞赛竞赛校级二、三等奖。科研成绩突出,在校期间先后发表论文十篇,其中第一作者四篇,两次获得“挑战杯”华中师范大学课外学术成果大赛三等奖,两次获得大学生科研成果二等奖。先后担任年级马列分会会长,院马列研究会会长,院分团委副书记,校马列研究会副会长等职务,先后获得校优秀团员,优秀团干,党校优秀学员,暑期社会实践优秀个人,百年校庆优秀志愿者等称号。积极参加课外活动,分别获得过“第十四届桂子山艺术节”器乐曲艺类二等奖,“第十五届桂子山艺术节”器乐曲艺类一等奖,校团委主题剧汇演一等奖,“武汉高校世界杯模仿秀”大赛最佳即兴表演奖等荣誉。

2004年保送进入中国科学院上海生命科学研究院健康科学研究所攻读博士学位,在读期间,在国内干细胞知名专家金颖教授指导下,从事人类和啮齿类动物全能干细胞的建立和优化培养的相关研究。以第一作者身份发表SCI论文四篇,参与SCI论文五篇。先后获得过中国科学院三好学生称号,健康科学研究所年度研究生工作评赏日最佳研究报告奖,上海生命科学研究院曲艺大赛二等奖。先后参加2007年中国干细胞学会-国际干细胞学会年会(上海),2008年第六届国际干细胞年会(费城),奥林巴斯青年科学家论坛(上海)等国内和国际学术会议,并进行墙报和口头报告展示。2009年即将博士毕业,已被美国St. Jude 研究所霍华德休斯研究员Charles Sherr录取,继续从事博士后深造。

研究生期间发表论文:

1. Chunliang Li*, Hongyao Yu*, Yu Ma, Hua Jiang, Jing Jiang, Junjie Gu, Guilai Shi, Ying Yang, Jinsong Li, Ying Jin. Germline-competent mouse-induced pluripotent stem cell lines generated on human fibroblasts without exogenous leukemia inhibitory factor. PloS ONE. 2009,4 (8):e6724.

2. Chunliang Li*, Junmei Zhou*, Guilai Shi, Y u Ma, Ying Yang, Junjie Gu, Hongyao Yu, Fang Chen, Ying Jin. Pluripotency can be rapidly and efficiently induced in Human Amniotic Fluid-derived Cells. Human Molecular Genetics. 2009 Aug 1

3. [Epub ahead of print]

3. Chunliang Li, Ying Yang, Xiaowei Lu, Yijuan Sun, Junjie Gu, Yun Feng, Ying Jin. Efficient derivation of Chinese human embryonic stem cell lines from frozen embryos. Invited manuscript by In Vitro Cellular and Developmental Biology-Animal.

4. Chunliang Li*, Ying Yang*, Junjie Gu, Ying Jin.The Unique Molecular Signature of Undifferentiated Rat Embryonic Stem-like Cells and Its Comparison with the Mouse and Human. Cell Research. 2009, 19:173-186.

5. Huiming Xu, Weicheng Wang, Chunliang Li, Acong Yang, Beibei Wang, Ying Jin.WWP2 promotes degradation of transcription factor OCT4 through 26S proteasome in human pluripotent stem cells. Cell Research. 2009, 19:561–5734.

6. Hu YG, Hirasawa R, Hu JL, Hata K, Chunliang Li, Jin Y, Chen T, Li E, Rigolet M, Viegas-Péquignot E, Sasaki H, Xu GL.Regulation of DNA methylation activity through Dnmt3L promoter methylation by Dnmt3 enzymes in embryonic development. Human Molecular Genetics. 2008 Sep 1; 17(17):2654-64.

7. Sun BW, Yang AC, Feng Y, Sun YJ, Zhu Y, Zhang Y, Jiang H, Chunliang Li, Gao FR, Zhang ZH, Wang WC, Kong XY, Jin G, Fu SJ, Jin Y. Temporal and parental-specific expression of imprinted genes in a newly derived Chinese human embryonic stem cell line and embryoid bodies. Human Molecular Genetics. 2006 Jan 1; 15(1):65-75.

8. Changsheng Du, Qiya Zhang, ChunliangLi, Dali Miao, Jianfang Gui. Induction of apoptosis

in a carp leucocyte cell line infected with turbot (Scophthalmus maximus L.) rhabdovirus. Virus Research.101 (2004)119-126.

9. Run-Zhe Shu , Feng Zhang , Xue-Song Liu , Chun-Liang Li , Long Wang , Yi-Lin Tai , Xiao-Lin Wu , Xue Yang , Xiao-Dong Liao , Ming-Min Gu , Lei Huang, Zhugang Wang. Target deletion of the cytoskeleton-associated protein aladin does not impair neurite outgrowth in mice. PLoS ONE. August 6, 2009.

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