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诱导性多能干细胞与肾脏再生

2014-03-21综述审校

肾脏病与透析肾移植杂志 2014年6期

刘 熹 综述 余 晨 审校

急性肾损伤和慢性肾脏病发病率逐年升高,患者进展至终末期肾病需维持性透析治疗,其病死率高,且加重社会负担。肾脏移植存在器官短缺、免疫排斥反应等问题,故需寻找更好的治疗方法。诱导性多能干细胞(iPSC)可定向分化为肾系细胞,参与肾脏损伤后的修复,且其来源于体细胞,取材简便,无明显免疫排斥反应,避免伦理学争议,因而在肾脏再生领域最具发展前景。

干细胞分类及比较

干细胞是一类具有高度增殖和多系分化能力的细胞。干细胞根据分化潜能大小分为多能干细胞和多功能成体干细胞(图1)[1]。多能干细胞包括胚胎干细胞(ESC)和iPSC,可分化为内、中、外三胚层细胞。多功能成体干细胞包括间充质干细胞(MSC)、造血干细胞(HSC)和生殖细胞。获取ESC需毁损胚胎,细胞来源受限,体内注射可致畸胎瘤。MSC及HSC体外培养、扩增相对容易,但其分化潜能较ESC和iPSC减弱。

图1 干细胞种类及分化潜能[1]

iPSC的产生及鉴定

2006年,Yamnaka研究小组从24个候选基因中筛选出四个基因:Oct4、Sox2、c-Myc和Klf4,应用逆转录病毒将这4个基因的cDNA导入小鼠成纤维细胞,转染后的成纤维细胞在ESC培养环境中生长成胚胎干细胞样集落,并表达ESC绝大部分标志基因,移植入裸鼠皮下可形成畸胎瘤,具有内、中、外三胚层细胞特征,植入胚泡可形成小鼠胚胎,因此被命名为iPSC[2]。2007年,该小组应用相同的转录因子将人类皮肤成纤维细胞诱导为iPSC[3]。iPSC体积小,核/质比高,细胞排列紧密,表达ESC内源性基因Oct4,Sox2,Nanog,Lin28,DPPA4,同时表达ESC标志性抗原,如肿瘤识别抗原TRA-1-81、TRA-1-60,阶段特异性胚胎抗原SSEA3和SSEA4,其DNA甲基化模式及组蛋白修饰情况与ESC相似。……

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