[发明专利]利用Xist Tale抑制性转录因子制备诱导性多能干细胞的方法

说明书

本发明公开了一种利用Xist Tale抑制性转录因子制备诱导性多能干细胞的方法，利用结合于Xist第一内含子区的基于类转录激活效应物样(Transcriptional‑activator‑like effectors,Tale)的抑制性转录因子R6联合Oct4、Sox2、Klf4和c‑Myc之间的协同作用提高小鼠成纤维细胞向诱导性多能干细胞的诱导效率。而且获得的iPSCs具有典型的多能性干细胞特性，包括参与嵌合体小鼠的发育。该方法不仅积极推进了iPSCs的临床应用和研究，而且为研究如何获得并提高人、猪和牛等其它哺乳动物iPSCs提供了新的技术和理论基础。

技术领域

本发明属生物技术领域，涉及一种利用Xist Tale抑制性转录因子联合Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc制备诱导性多能干细胞的方法。

背景技术

胚胎干细胞(embryonic stem cell，ESCs)是一类高度未分化细胞，具有发育全能性。在适当条件下可以无限增殖，并可以分化出成体动物组织和器官的所有细胞，如造血细胞、神经细胞、心肌细胞等。在动物克隆、转基因动物生产、疾病治疗、组织工程、再生医学、疾病机理和治疗研究、药物发现和评价等诸多领域均具有应用价值。但是伦理法律以及免疫排斥等问题一直制约着ESCs技术的进一步发展和应用。

2006，日本科学家通过导入4种转录因子Oct4，Sox2，c-Myc，Klf4成功将鼠的体细胞重编程为ESCs状态，即诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cells，iPSCs)，随后，人的iPSCs也用相似的基因改造方法获得。iPSCs具有与ESCs类似的生物学特征，包括具有分化出成体动物组织和器官的所有细胞的能力，如神经前体细胞、功能性的成熟神经细胞，造血前体细胞、造血细胞、血管内皮细胞，分泌胰岛素的β细胞，心肌细胞等。2009年，中国科学家周琪、曾凡一、高绍荣等利用iPSCs获得活体实验鼠，首次证明iPSCs与ESCs一样具有全能性。而且，由于iPSCs来源于自体细胞的重编程，较好地回避了长期以来围绕人类胚胎干细胞使用问题的伦理争论，同时也克服了异体移植存在的免疫排斥问题。这是科学史上的重大突破，在干细胞、发育生物学和医学研究领域中具有划时代意义。

但人们对iPSCs技术的研究尚在初级阶段，其效率低是iPSCs应用面临的主要障碍之一。在各种诱导方法中，逆转录病毒载体诱导细胞重编程效率最高，也仅为0.01％左右，慢病毒、腺病毒更低。如何获得高效的iPSCs技术成为目前国际上干细胞研究领域的热点。

iPSCs转化技术的核心是如何通过异源表达Oct4、Sox2等基因快速启动细胞内源性Oct4、Nanog等多能相关性基因的表达。在胚胎干细胞中，多能性调控因子OCT4、SOX2和NANOG等结合到Xist第一内含子区，以调控和维持Xist RNA的低水平状态。最近研究发现，在Xist第一内含子区结合的因子还包括多能性调控因子TCF3和PRDM14，以及早期胚胎发育调控因子CDX2等。而且有研究报道，Xist第一内含子在ESCs分化过程中具有增强子活性。作为多能性因子结合的关键区域，Xist第一内含子区的表观修饰状态可能与MEFs细胞的重编程息息相关，甚至可以提高iPSC的诱导效率。