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2010年4月28日，北京生命科學(xué)研究所（NIBS）高紹榮實(shí)驗(yàn)室在Biology of Reproduction雜志在線發(fā)表題為“Mice cloned from induced pluripotent stem cells （iPSC）”的研究論文。報(bào)道了利用核移植的方法從iPS 細(xì)胞獲得克隆小鼠。
iPS細(xì)胞是利用特定轉(zhuǎn)錄因子將分化的體細(xì)胞重編程為多能干細(xì)胞，在臨床治療一些遺傳性疾病和再生障礙性疾病具有非常好的應(yīng)用前景，同時(shí)，因?yàn)閦ui近科學(xué)家們可以利用大動(dòng)物的體細(xì)胞成功獲得iPS細(xì)胞（至今大動(dòng)物沒有真正的ES細(xì)胞系），所以大動(dòng)物的iPS細(xì)胞被認(rèn)為是至今的可以用于基因打靶生產(chǎn)基因敲除或轉(zhuǎn)基因大動(dòng)物的種子細(xì)胞，可以直接通過核移植的方法獲得所需要的基因修飾的動(dòng)物，作為臨床醫(yī)用模型或生產(chǎn) 藥物。盡管前期的研究已經(jīng)證明iPS細(xì)胞具有類似于ES細(xì)胞的*多能性，但是在大動(dòng)物進(jìn)行四倍體囊胚注射卻非常困難。所以該研究試圖從理論上證明iPS細(xì)胞是否可以直接用來作為核供體通過核移植的方法得到克隆動(dòng)物。我們成功利用可誘導(dǎo)iPS細(xì)胞系獲得了15只克隆小鼠，其中6只存活正常并且可以進(jìn)一步生育后代。iPS細(xì)胞克隆效率與正常ES細(xì)胞類似。所以我們的結(jié)果證明iPS細(xì)胞可以被卵母細(xì)胞成功重編程為性克隆胚胎得到正常的克隆動(dòng)物。為進(jìn)一步利用大動(dòng)物iPS細(xì)胞生產(chǎn)基因修飾動(dòng)物奠定了基礎(chǔ)。
技術(shù)員寇朝暉與博士生康嵐為本文的共同*作者，其它作者還有畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)生袁野，陶瑜以及博士生吳彤，何靜，技術(shù)員張郁和王瑊玏博士以及東北農(nóng)業(yè)大學(xué)的劉中華博士。高紹榮博士為本文通訊作者。此項(xiàng)研究由科技部和北京市科委資助，在北京生命科學(xué)研究所高紹榮實(shí)驗(yàn)室完成。
2009年8月，高紹榮的實(shí)驗(yàn)室在Cell Stem Cell上報(bào)道通過四倍體互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)（tetraploid complementation）得到*由iPS細(xì)胞來源的成體小鼠。9月，中科院動(dòng)物所周琪研究員的實(shí)驗(yàn)室和美國scripps研究所Baldwin KK的實(shí)驗(yàn)室在Nature上報(bào)道了同樣的研究結(jié)果。四倍體互補(bǔ)試驗(yàn)是檢測(cè)干細(xì)胞發(fā)育潛能zui嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，該研究表明iPS具備和ES同樣的發(fā)育潛能，打消了某些人擔(dān)心iPS不能*替代ES的顧慮。iPS的應(yīng)用首先要求將iPS的分化成功能細(xì)胞。2009年8月，鄧宏魁的實(shí)驗(yàn)室在Cell Research上報(bào)道成功將人iPS細(xì)胞的分化成能分泌胰島素的成熟胰島細(xì)胞。11月，該研究組又成功的將人iPS細(xì)胞分化成肝細(xì)胞，該研究同樣發(fā)表在Cell Research上。2009年12月，裴端卿帶領(lǐng)的研究小組發(fā)現(xiàn)，通過在培養(yǎng)過程中添加維生素C使iPS誘導(dǎo)效率提高了10倍。通過老鼠和人細(xì)胞實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)時(shí)添加維生素C可促進(jìn)相關(guān)基因表達(dá)，推動(dòng)體細(xì)胞進(jìn)入重編程狀態(tài)。
推薦原文出處：
Biology of Reproduction doi: 10.1095/?biolreprod.110.084731
Mice Cloned from Induced Pluripotent Stem Cells （iPSC）
Zhaohui Kou, Lan Kang, Ye Yuan, Yu Tao, Yu Zhang, Tong Wu, Jing He, Jianle Wang, Zhonghua Liu and Shaorong Gao
Differentiated somatic cells of various species could be reprogrammed into induced pluripotent stem cells （iPSC） by ectopically expressing a combination of several transcription factors which are highly enriched in embryonic stem cells （ESC）. The generation of iPS cells in large animals has raised the possibility of producing genetically modified large animals through nuclear transplantation approach. However, it remains unknown whether iPSC could be used for generating cloned animals through nuclear transfer method. Here, we show the successful production of viable cloned mice from inducible iPSC through nuclear transfer approach, and the efficiency is similar to using ESC derived via normal fertilization. Furthermore, the cloned mice are fertile and can produce second-generation offspring. These efforts strengthened the possibility of utilizing iPSC to generate gene modified large animals for pharmaceutical purposes in the future.
