誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（induced pluripotent stem cells,iPSCs）是一類具有自我更新和多向分化潛能的多能干細(xì)胞。同胚胎干細(xì)胞相比,它不僅具有廣泛的細(xì)胞來源,還避免了倫理道德和免疫排斥問題,在細(xì)胞治療和組織再生等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。同小鼠或者人的iPSCs相比較,目前已報(bào)道建系的豬iPSCs還存在很多缺陷,深入研究豬iPSCs的分子調(diào)控機(jī)制,對豬iPSCs的建系和完善培養(yǎng)條件具有重要的意義。本研究通過分析mRNA-seq和miRNA-seq數(shù)據(jù),篩選出調(diào)控關(guān)鍵多能基因的miRNAs,并研究其對豬iPSCs的調(diào)控作用,為優(yōu)化豬iPSCs的誘導(dǎo)體系,獲得原始態(tài)（Na?ve state）豬iPSCs提供新的思路。具體研究內(nèi)容和結(jié)果如下:1.MiRNA和mRNA聯(lián)合分析我們對三種不同培養(yǎng)條件下產(chǎn)生的豬iPSCs,包括piPS-L,piPS-F和piPS-LF,進(jìn)行了miRNA測序,得到了165個(gè)特異表達(dá)的miRNAs。通過預(yù)測這些miRNAs的靶向mRNA,并通過GO和KEGG分析,發(fā)現(xiàn)部分靶向mRNA與干細(xì)胞多能性表達(dá)調(diào)控相關(guān)聯(lián)。然后,對上述三種細(xì)胞的mRNA-se... 

【文章來源】：西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：博士

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原始態(tài)和激發(fā)態(tài)多能干細(xì)胞的培養(yǎng)條件和特性

西北農(nóng)林科技大學(xué)博士學(xué)位論文4(Jouneau2019)圖1-2小鼠多能干細(xì)胞的演化Fig1-2Derivationofmousepluripotentcells1.1.3誘導(dǎo)多能干細(xì)胞誘導(dǎo)多能干細(xì)胞是一種通過成熟體細(xì)胞直接誘導(dǎo)重編程獲得的多能干細(xì)胞，它具有和胚胎干細(xì)胞類似的生物學(xué)特性，包括細(xì)胞形態(tài)，基因表達(dá)，表觀遺傳修飾，增殖能力和分化潛能等。和胚胎干細(xì)胞相比，誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的供體細(xì)胞廣泛，同時(shí)避免了免疫排斥和倫理問題，因此，在細(xì)胞治療和組織再生等臨床應(yīng)用方面更加具有優(yōu)勢。多能性誘導(dǎo)的發(fā)現(xiàn)主要包括三個(gè)方面，（1）：體細(xì)胞核移植（Somaticcellnucleartransfer,SCNT）證明了已分化細(xì)胞依然保留有與早期胚胎相同的遺傳信息；（2）：科學(xué)技術(shù)的發(fā)展讓人們可以獲得，培養(yǎng)以及研究不同的多能干細(xì)胞系；（3）發(fā)現(xiàn)了轉(zhuǎn)錄因子是決定細(xì)胞命運(yùn)的關(guān)鍵因素。2006年，Takahashi等將外源多能轉(zhuǎn)錄因子Oct4，Sox2，Klf4和c-Myc導(dǎo)入小鼠成纖維細(xì)胞，獲得了和ESCs形態(tài)相似的克隆，他們命名為誘導(dǎo)多能干細(xì)胞。初代的iPSCs屬于部分重編程細(xì)胞，它們可以表達(dá)部分多能基因，包括Ssea-1和Nanog，可以形成畸胎瘤，也可以進(jìn)行胚胎嵌合。但是和ESCs相比，仍然存在一些缺陷，比如部分重要的多能基因表達(dá)比較低，Oct4啟動(dòng)子區(qū)沒有完全去甲基化，無法進(jìn)行生殖系嵌合等。IPS技術(shù)發(fā)展的早期，iPSCs除了多能性較低外，重編程的效率也比較低，大概只有0.02%左右(TakahashiandYamanaka2006,Takahashi,Tanabeetal.2007)。隨后，科學(xué)家們對iPS技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，首先是提高重編效率。通過選擇多能性起點(diǎn)更高的供體細(xì)胞，增加或者替換多能轉(zhuǎn)錄因子，添加小分子化合物等辦法提高

西北農(nóng)林科技大學(xué)博士學(xué)位論文6得重置，核心多能通路被激活等(Meissner,Wernigetal.2007,Smith,Nachmanetal.2010,Buganim,Faddahetal.2012,Golipour,Davidetal.2012,Hansson,Rafieeetal.2012,Polo,Anderssenetal.2012)。(Buganim,Faddahetal.2013)圖1-3細(xì)胞重編程精英模型Fig1-3Theelitemodelofcellularreprogramming1.3.2細(xì)胞重編程的誘導(dǎo)方式為了提高誘導(dǎo)效率，降低iPSCs的致瘤性，人們對外源因子的導(dǎo)入方式進(jìn)行了改進(jìn)（圖1-4）。目前，主要的誘導(dǎo)重編程方式有以下四種：整合病毒轉(zhuǎn)染：在早期研究中，各種病毒載體，包括逆轉(zhuǎn)錄病毒載體和慢病毒載體，被用來傳遞和轉(zhuǎn)導(dǎo)重編程因子，并且逐步提高重編程效率。不幸的是，轉(zhuǎn)錄因子的病毒整合可能引起相應(yīng)基因組的改變，包括Klf4和c-Myc的致癌變化，這些風(fēng)險(xiǎn)使得病毒整合系統(tǒng)的誘導(dǎo)方式不適合臨床應(yīng)用(TakahashiandYamanaka2006,MaheraliandHochedlinger2008)。因此，推進(jìn)iPS技術(shù)的關(guān)鍵是建立高效的非病毒傳遞系統(tǒng)，將重編程因子導(dǎo)入體細(xì)胞。非整合病毒轉(zhuǎn)染：2015年，Schlaeger等分析比較了三種最突出的非整合重編程系統(tǒng)，它們可以用于人iPSCs的誘導(dǎo)。這三個(gè)系統(tǒng)分別是仙臺病毒重編程、外染色體重編


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