[发明专利]高效诱导成体细胞表观重编程的试剂盒及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高效诱导成体细胞表观重编程的试剂盒及其方法，属于细胞生物技术领域。

背景技术

干细胞（Stemcell）是一类具有自我更新（Self-renewal）和多向分化（Multilineagedifferentiation）潜能的细胞，可用于生命体的发生、发展规律及衰老、死亡等的机制研究，并被广泛用于再生医学（Regenerativemedicine）领域等。当前，从成体组织中分离获得多能干细胞的数量非常有限，常不能满足治疗需要；而直接从发育早期胚胎中获得干细胞存在严重的伦理问题，干细胞的来源严重限制了其在临床上的研究和应用。

成体细胞重编程（Somaticcellreprogramming）技术的出现为干细胞的来源提供了新的思路和方法。当前成体细胞重编程方法主要有核移植（Nucleartransfer）、细胞融合（Cellfusion）、转录因子介导（Transcription-factortransduction）、小分子化合物诱导（Small-moleculecompounds）等（YamanakaSetal，Nature，2010，465(7299):704-712；HouPetal，Science，2013，341(6146):651,654）。

核移植的基本思想就是将成体细胞核移植到去核的卵母细胞中，经过培养和胚胎移植，最后发育成一个与供体核基因组完全相同的个体。因此，从某种意义上来说，利用该方法产生的细胞具有胚胎干细胞的全能性特征。目前，利用核移植技术已克隆出包括克隆羊“多利”（Dollly）在内的十几个物种。但由于该方法技术难度大，成本高和效率低，目前该方法主要用于转基因动物的生产，在临床应用方面尚存很多问题。

细胞融合技术能够产生干细胞主要是基于以下理论：在大多数情况下，两种细胞融合后形成的杂种细胞（Hybridcell），其分化程度低的细胞表型（Phenotype）对分化程度高的细胞表型呈显性（Dominance）。因此，利用胚胎干细胞或多能干细胞系与成体细胞共培养，则杂种细胞可呈现明显的干细胞特征。利用这种方法产生的融合细胞虽然具有干细胞特征，但这种杂种细胞改变了遗传物质的组成，且在细胞生长、增殖和分化特性方面发生了显著改变。因此，此类细胞在临床应用上存在明显的安全问题。利用这种方法产生的细胞主要用于基因表达调控研究。

2006年，诱导多能干细胞（inducedpluripotentstemcells，iPSCs）的出现使得成体细胞重编程研究达到了顶峰。iPSCs的产生是利用包含转录因子Oct4和Nanog基因在内的四个基因导入到成体细胞基因组中，使得核基因组表达模式重新编程（TakahashiKetal,Cell,2006,126(4):663-676;ParkIHetal,Nature,2008,451(7175):141-146）。这种重编程的结果最终导致干细胞多能性相关基因的开启，促使重编程细胞呈现和维持干细胞的特性。iPSCs的诱导成功使得干细胞避免了在来源上胚胎干细胞的伦理问题和在治疗上异体的免疫排斥问题。但是由于iPSCs的产生需要病毒载体介导，同时，诱导因子的介入改变了成体细胞核基因组组成，因此其在体内的安全性难以控制。此外，这方方法的诱导效率很低，目前仍处于基础研究和试验阶段，不适于临床治疗应用。为了克服转录因子介导带来的问题，最近，中国科学家利用几种小分子化合物（Small-moleculecompound）组合成功将鼠成体细胞重编程为iPSCs（HouPetal，Science，2013，341(6146):651,654），这种方法避免了基因操作带来的安全性，但是这种方法的诱导效率依然很低（大约0.2%），因此，在现有研究条件下，应用于临床应也尚有难度。

由上可以看出，利用上述方法将成体细胞重编程为具有多能干细胞特性的诱导多能干细胞是可行的，但是上述方法均存在明显弊端，因此，寻求一种制备方法更为简单、临床应用更为安全、诱导效率更为高效的成体细胞重编程方法是当前面临的重要课题。