通过重新编程的干细胞，抓住他们的过去
残留的“记忆”的组织的组织，使得它更难把它们变成其他类型的细胞
2010年7月19日
波士顿，大众。——成人细胞被重编程为诱导多能干细胞（iPS细胞）不完全放下自己的过去，也许限制了他们的能力，作为基础研究和细胞替换疗法对胚胎干细胞的一个没有争议的选择，根据研究人员在波士顿儿童医院，霍普金斯大学及其同事。
研究结果，发表在7月19日的自然，突出发展的一个主要挑战临床和科学应用的强大的新技术使iPS细胞，如胚胎干细胞，具有分化成身体中的任何类型细胞的能力。其他波士顿研究人员在自然生物技术同时在线发表了类似的研究结果。
“iPS细胞保留“记忆”，他们的组织来源，”资深作者George Daley博士，医学博士，，一个休斯霍华德医学研究所的研究员和主任干细胞移植计划在”。由血液iPS细胞的孩子更容易变回血比，说，iPS细胞由皮肤细胞或者脑细胞。”
相反，另一种称为核转移的技术创造了多能干细胞没有明显的记忆，也同样擅长于转化成多个组织类型，本文报道。在iPS细胞的原始供体组织记忆可以更充分地删除额外的步骤或药物，研究人员发现，这使iPS细胞作为核移植产生不同类型的实验室早期组织细胞的干细胞一样好。
残留的细胞记忆来自于挥之不去的全基因组表观遗传修饰，使每个细胞有一个独特的身份，如皮肤或血液，尽管其他相同的基因组。在这项研究中，一种被称为甲基化的表观遗传修饰的宿位非常有特色的iPS细胞的组织可以通过他们的甲基化标记单独确定。
“我们发现iPS细胞不完全重编程为核移植干细胞，说：”共同资深作者安得烈费因伯格，MD，MPH，Johns霍普金斯表观遗传学中心主任，其组细胞的表观遗传分析系统”。即，DNA甲基化不完全复位的iPS细胞相比，核移植干细胞。此外，在iPS细胞残余的表观遗传标记有助于解释的谱系限制，离开后重新组织的起源的一种表观遗传的记忆。”
表观遗传记忆可能有助于某些应用程序，如产生从最初来自一个人自身的血液iPS细胞的血细胞，研究人员说。但是，记忆可能会干扰努力开发其他组织治疗的疾病，如帕金森或糖尿病或使用的细胞，研究在实验室培养皿和测试药物的潜在治疗和毒性相同的疾病过程。
“这些发现跨越所有临床应用的人们追求的是什么病，他们的造型，”Daley说，也是一个成员的哈佛干细胞研究所和哈佛医学院生物化学和分子药理学教授。”我们的数据提供了IPS平台有更深的了解。所有与这些细胞一起工作的人都必须考虑到组织的起源和如何影响重新编程。
iPS细胞成为四年前一个由山中伸弥日本队创造了鸡尾酒四分子因素从成年小鼠皮肤细胞胚胎干细胞的功能相当于干细胞生物学的一个联络点。一年后，福田小组，Daley的团队和威斯康星大学的一组独立报道从成人皮肤细胞产生iPS细胞，提高未来的临床和研究应用的希望。本月早些时候，戴利的团队和其他两组报道从成人血细胞的iPS细胞，更快和更简单的来源。在这项研究中，从血液的iPS细胞进行更好的区分回血细胞比其它类型的组织。
在目前的研究中，首先作者Kitai基姆，博士，博士后研究员在Daley实验室，实验小鼠iPS细胞头通过体细胞核转移了多能干细胞的头。最有名的克隆方法，创造了十四年前的绵羊多莉，核移植重组成人细胞的细胞核转移到一个未受精的卵细胞或卵母细胞，其细胞核已被移除。转移核过程立即重组这后生，复制发生在精子在受精的过程，基姆说。
“干细胞通过体细胞核移植产生的平均比iPS细胞更接近真正的胚胎干细胞，”Daley说。”这有一个重要的政治信息，我们仍然需要学习的机制，核移植重组细胞，因为这个过程似乎更有效地工作和忠诚。学习核转移的秘密可以帮助我们做出更好的iPS细胞。”
基姆开始了对老年小鼠（1岁至2岁）的研究，旨在模拟未来人类的临床方案，这可能涉及老年人。旧的细胞，以自己的方式努力重组，基姆说。基姆本来想比较了从三个不同来源的多能干细胞的血细胞移植成功：iPS细胞，胚胎干细胞（金标准），及核移植干细胞。
他没有尽到移植。”甚至在体外，我们观察到了惊人的不同的血液形成的潜力，“他和他的合著者写在纸上。”我们专注于理解这一现象。”
从血液的iPS细胞，使血最好，和成纤维细胞分化成骨的最好，一个密切相关的组织，基姆和他的同事发现。研究人员可以通过重置iPS细胞分化成血细胞重编程的第一然后再充分，或用药物治疗他们改变他们的表观遗传学简介。
与之相反，来自同一来源的核移植干细胞--血细胞和皮肤--同样能够分化成血液和骨骼，基姆和他的同事们发现。像iPS细胞，核移植技术也产生病人特异性细胞，但尚未证明的成功与人类细胞。
“本文开启我们的眼睛对iPS细胞的限制的血统，”费因伯格说，“通过组织起源的谱系限制是一个祝福和诅咒。你可能想要谱系限制在某些情况下，但是你可能还需要做更多的工作使iPS细胞多能性更完全。”
另一项研究同时发表在《自然》杂志上的一项研究报告中，有类似的发现。”我们的研究得出了类似的结论，保留的内存结构
“这些发现跨越所有临床应用的人们追求的是什么病，他们的造型，”Daley说，也是一个成员的哈佛干细胞研究所和哈佛医学院生物化学和分子药理学教授。”我们的数据提供了IPS平台有更深的了解。所有与这些细胞一起工作的人都必须考虑到组织的起源和如何影响重新编程。
iPS细胞成为四年前一个由山中伸弥日本队创造了鸡尾酒四分子因素从成年小鼠皮肤细胞胚胎干细胞的功能相当于干细胞生物学的一个联络点。一年后，福田小组，Daley的团队和威斯康星大学的一组独立报道从成人皮肤细胞产生iPS细胞，提高未来的临床和研究应用的希望。本月早些时候，戴利的团队和其他两组报道从成人血细胞的iPS细胞，更快和更简单的来源。在这项研究中，从血液的iPS细胞进行更好的区分回血细胞比其它类型的组织。
在目前的研究中，首先作者Kitai基姆，博士，博士后研究员在Daley实验室，实验小鼠iPS细胞头通过体细胞核转移了多能干细胞的头。最有名的克隆方法，创造了十四年前的绵羊多莉，核移植重组成人细胞的细胞核转移到一个未受精的卵细胞或卵母细胞，其细胞核已被移除。转移核过程立即重组这后生，复制发生在精子在受精的过程，基姆说。
“干细胞通过体细胞核移植产生的平均比iPS细胞更接近真正的胚胎干细胞，”Daley说。”这有一个重要的政治信息，我们仍然需要学习的机制，核移植重组细胞，因为这个过程似乎更有效地工作和忠诚。学习核转移的秘密可以帮助我们做出更好的iPS细胞。”
基姆开始了对老年小鼠（1岁至2岁）的研究，旨在模拟未来人类的临床方案，这可能涉及老年人。旧的细胞，以自己的方式努力重组，基姆说。基姆本来想比较了从三个不同来源的多能干细胞的血细胞移植成功：iPS细胞，胚胎干细胞（金标准），及核移植干细胞。
他没有尽到移植。”甚至在体外，我们观察到了惊人的不同的血液形成的潜力，“他和他的合著者写在纸上。”我们专注于理解这一现象。”
从血液的iPS细胞，使血最好，和成纤维细胞分化成骨的最好，一个密切相关的组织，基姆和他的同事发现。研究人员可以通过重置iPS细胞分化成血细胞重编程的第一然后再充分，或用药物治疗他们改变他们的表观遗传学简介。
与之相反，来自同一来源的核移植干细胞--血细胞和皮肤--同样能够分化成血液和骨骼，基姆和他的同事们发现。像iPS细胞，核移植技术也产生病人特异性细胞，但尚未证明的成功与人类细胞。
“本文开启我们的眼睛对iPS细胞的限制的血统，”费因伯格说，“通过组织起源的谱系限制是一个祝福和诅咒。你可能想要谱系限制在某些情况下，但是你可能还需要做更多的工作使iPS细胞多能性更完全。”
另一项研究同时发表在《自然》杂志上的一项研究报告中，有类似的发现。”我们的研究得出了类似的结论，保留的内存结构ts the cell of origin and affects the capacity of the iPS cell to differentiate into other cell types," said senior author Konrad Hochedlinger, PhD, a stem cell biologist at the Massachusetts General Hospital Center for Regenerative Medicine and, like Daley, a member of the Harvard Stem Cell Institute, who demonstrated another method to more fully reprogram iPS cells。 "When we let the cells go through a lot of cell divisions, they lose the memory," he said。
资助：
霍华德休斯医学研究所；国家糖尿病、消化和肾脏疾病研究所；国家心、肺、血液研究所（美国复苏与再投资法案）；托马斯和斯泰西Siebel基础；特殊研究员职业发展奖\/白血病淋巴瘤协会；再生医学奖学金\/加利福尼亚院；库勒的贫血的基础。
接触：
Rob格雷厄姆
617-919-3110
rob。graham@childrens。harvard。edu
波士顿儿童医院 is one of the nation's premier pediatric medical centers。 Founded in 1869 as a 20-bed hospital for children, today it is a 396-bed comprehensive center for pediatric and adolescent health care grounded in the values of excellence in patient care and sensitivity to the complex needs and diversity of children and families。 Children's is the primary pediatric teaching affiliate of Harvard Medical School, the largest provider of health care to the children of Massachusetts, and home to the world's leading pediatric research enterprise。 For more information about Children's, visit:www。childrenshospital。org\/newsroom。
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