诱导多能干细胞（IPSCS）第2部分：重编程和转染

这篇文章由Kusumika（Kushi）Mukherjee提供贡献。

再生医学领域的最终目标是取代丢失或受损的细胞。在这里，我将讨论成年体细胞转化为不同细胞类型的两个主要过程，以进行再生和修复和一个过程的局面。

细胞转换通过：

1. 重新编程
   分化的体细胞再恢复到多能状态，然后将其增殖并改组为不同的细胞类型。
   
   
2. 转置异化
   在该过程中，将分化的成年细胞转化为不同谱系的细胞，而不会消化成多能阶段。

细胞重编程

将差异化细胞类型的逆转向未分化状态，然后重新进入细胞类型体外被称为重编程[1]。该过程可分为两个阶段：

1. 消化膜 - 成年细胞转化为多能状态。
2. 重新细胞 - 多能细胞转化为分化的细胞。

去分化阶段涉及四种重编程因子-OTT4，SOX2，KLF4和C-MYC的过表达 - 诱导分化的体细胞来恢复到多能阶段（IPSC形成）[2,3]。然后，IPSCs促进并重新进入另一个细胞类型。可以通过各种方法在多个体细胞中递送和在多个体细胞中递送和表达四种。一些更常见的交付方法包括逆转录病毒[2]，Lentivirus [4]，腺病毒[5]，仙台病毒[6]，质粒电穿孔（简象）[7,8]和mRNA转染[9]。可以在这些方法中找到许多用于这些方法的质粒addgene的stem cell页面。在此页面上，您还可以找到一个具有方法列表的表，以及它们所使用的物种。IPSC现在已经从许多不同类型的体细胞生成。目标是使用可以容易地与捐赠者隔离的细胞。除了成纤维细胞，人类角质形成细胞来自毛发，外周血细胞而来自尿液的肾上皮细胞是已成功重新编程为IPSC的一些易分离的体细胞[10-12]。

重新编程的下一阶段包括IPSC的再分化进入细胞类型的选择。此步骤有时也称为“定向差异化”。具体的细胞介质，补充剂，生物活性小分子和生长因子用于控制IPSCS的细胞命运，并将它们分化为不同的细胞谱系[13]。在过去的十年中，许多细胞类型已从人类IPSC成功地区分。以下是其中一些细胞类型的列表[13]：

您可以找到各种质粒进行差异化这里。

转置异化

对中间多能状态的去分化在细胞转化过程中并不总是义务[35]。通过转化性成年细胞直接转化为不同的细胞类型，通过转化成型体细胞转化为不同的细胞类型，而不是重新编程细胞返回其最原始的多能干细胞状态。在100年前的纽特再生镜片中首次观察到该过程[36]。虽然在哺乳动物中罕见，但是当过量的β细胞损伤导致胰高血糖素的α-细胞转化为胰岛素的β样细胞[37,38]时，在胰腺中观察到胰腺中的一个例子。

1987年，戴维斯等等。报道了转染的最早的例子之一体外其中用5-氮杂胞苷的小鼠成纤维细胞的治疗导致它们转化为肌细胞[39]。2000年，Ferber等等。表明小鼠肝细胞可以转化体内对胰腺β样细胞具有胰腺和十二指肠同源框Gene1（PDX1）[40]。在最近的作用中，通常通过表达原始体细胞中靶细胞谱系的谱系的转录因子来进行转化性[41]。这体内和体外方法是类似的，不同之处在于携带转移因子因子的载体直接注入感兴趣的器官体内转染。多种细胞类型如成纤维细胞，肝细胞和胰腺外分泌细胞已成功地转化为神经元和β细胞[40-42]。

重新编程和转移转移：何时使用一个在另一个

重新编程和转移细胞均转化为另一种细胞类型。然而，这两种方法以多种方式不同。以下是列出一些关键差异的表（改编自Zhou和Melton，2008，[43]）：

总的来说，重新编程非常灵活。它提供无限的潜力来生产身体中的所有细胞类型。另一方面，只有很少的细胞类型已成功转换，限制了该过程的效用。此外，在重编程过程中，在重新编程过程中繁殖时要容易得多体外作为过程的一部分。这在临床情况下开辟了广泛的可能性。在目标是在患者中修复疾病诱导的遗传突变的情况下，试图转移转移任何患者的细胞不会缓解该问题。那么最好的选择是从患者那里消除细胞体外然后在将细胞分化为正确的谱系中并将它们返回给患者之前校正所得IPSC中的受损基因。

在这篇文章中，我详细介绍了将细胞转化为补充和修复丢失或损坏的细胞的两个主要过程。转染和重新编程都给出了研究人员将差异化细胞转化为不同的细胞类型的能力。虽然转化引入适用于类似谱系之间的切换单元类型，但重新编程更加多样化和普遍。

非常感谢我们的客人博主，库斯穆卡（Kushi）Mukherjee。

Kusumika（Kushi）Mukherjee是编辑药理科学的趋势，细胞新闻评论杂志。她加入了Cell Press在完成Massachusetts综合医院和哈佛医学院的博士后培训后追求科学交流和出版。与她联系在linkedin @上https://www.linkedin.com/in/kmukherjeephd /。

参考

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