OSK-1小鼠诱导型多能干细胞(IPS细胞)是一种通过导入特定的转录因子将终末分化的体细胞重编程为多能性干细胞的技术。这种细胞重编程的过程可以使细胞恢复到全能性状态,形成胚胎干细胞系,或者进一步发育成新个体。
与传统的胚胎干细胞技术和体细胞核移植技术不同,IPS细胞技术不使用胚胎细胞或卵细胞,因此没有伦理学问题。此外,利用IPS细胞技术可以制备病人自己的干细胞,从而降低了免疫排斥反应的可能性。
IPS细胞的出现在干细胞、表观遗传学以及生物医学等研究领域引起了强烈的反响,为多能性的调控机制提供了新的认识,进一步推进了干细胞和临床疾病治疗的发展。IPS细胞在细胞替代性治疗、发病机理的研究、新药筛选以及神经系统疾病、心血管疾病等临床疾病治疗方面具有巨大的潜在价值。
IPS细胞的建立过程主要包括以下几个步骤:
(1)分离和培养宿主细胞;
(2)通过病毒介导或其他方式将多个多能性相关的基因导入宿主细胞;
(3)将病毒感染后的细胞种植于饲养层细胞上,并在特定培养体系中培养,同时加入小分子物质以促进重编程;
(4)鉴定形成类似胚胎干细胞的细胞克隆,包括细胞形态、表观遗传学和体外分化潜能等方面。
研究人员将表达绿色荧光蛋白(GFP)的C57BL/6小鼠的IPS细胞通过显微注射的方法注射到ICR小鼠胚胎的囊胚腔内,构建IPS细胞嵌合体,再从嵌合子代中获得IPS细胞来源的胸腺上皮细胞,并对其功能进行鉴定。这为IPS细胞定向分化的研究及临床应用奠定了实验基础。
研究方法:
1. IPS细胞的培养:将IPS细胞培养于预先处理过的小鼠胚胎成纤维细胞(MEF)饲养层上,在特定条件下培养。用差速贴壁法去除MEF细胞,将单细胞的IPS细胞悬浮于培养基中。
2. 分离获得ICR小鼠囊胚:将雌性ICR小鼠注射孕马血清促性腺激素及人绒毛膜促性腺激素刺激超数排卵,与育龄公鼠交配。取出子宫,冲胚获得胚胎。
3. IPS细胞囊胚注射:将表达绿色荧光蛋白(GFP)的IPS细胞通过显微注射的方法注射到ICR小鼠胚胎的囊胚腔内,获得嵌合胚胎。
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