人多能干细胞向红细胞的诱导分化
2018-06-26王思乐王宁蔡元星王华岩
生物工程学报 2018年6期
王思乐,王宁,蔡元星,王华岩
西北农林科技大学 动物医学院 陕西省干细胞工程技术研究中心,陕西 杨凌 712100
人诱导性多能干细胞 (hiPS细胞) 具有多向分化和自我更新的潜能,它是将外源多能转录因子Oct4、Sox2、Klf4、cMyc导入成体细胞,经过体细胞重编程获得的[1-2]。iPS细胞具有分化为内、中、外三个胚层细胞和各种组织、器官的能力,可以用于构建临床疾病的体外细胞模型,研究相关病理损伤细胞的发病机制和治疗方法[3-5]。基于hiPS细胞的扩繁增殖潜能和体外分化能力,可以利用hiPS经体外诱导分化为造血干细胞,然后再进一步向红细胞系方向特异诱导分化,最终获得成熟红细胞,为血液病的临床治疗提供了基本原理和技术手段。另外,人间充质干细胞 (hMSC细胞) 除了具有体外增殖和多向分化能力外,还具有免疫原性低的特点[6-7],因此,常被用于再生医学的研究,例如将hMSC作为实验材料,使其特异分化为软骨等组织中的细胞,来修复机体损伤的部分[8-10]。
红细胞的体内发育起始于胚胎时期的卵黄囊血岛组织,最初产生内皮细胞。随后在主动脉-性腺-中肾区 (AGM) 产生造血祖细胞,随着胎儿肝脏的形成,卵黄囊和 AGM 区的血细胞转移至胎儿肝脏,造血祖细胞 (HSC细胞) 在此产生和发育。胎儿出生后,只在骨髓产生的造血祖细胞和造血干细胞继续分化为成熟的红细胞、白细胞等多种细胞系[11]。体外诱导红细胞也是利用hiPS模拟体内发育阶段将其先诱导为造血祖细胞,再使其分化为红细胞[12-14];或直接利用HSC细胞诱导分化为成熟红细胞[15-16]。……
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