本文選題：5-溴脫氧尿嘧啶核苷 + BrdU��； 參考：《中國科學院上海藥物研究所》2016年博士論文

【摘要】：胚胎干細胞(Embryonic Stem Cells,ESC)來源于胚胎囊胚期內細胞團,具有自我更新和多向分化能力,在再生醫(yī)學領域有廣泛的應用前景。但胚胎干細胞的獲取需要破壞胚胎,存在倫理問題,且應用時存在免疫排斥問題,這兩個問題限制了胚胎干細胞的應用。2006年,Yamanaka等利用逆轉錄病毒介導Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc 4個多能性相關的轉錄因子(OKSM)表達,成功將體細胞重編程,獲得了誘導性多能干細胞(induced pluripotent stem cells,iPSC)。誘導性多能干細胞避免了倫理問題和免疫排斥問題,在再生醫(yī)學領域的應用前景令人矚目。但iPS技術一直受困于重編程方法的安全隱患和低效率兩大難題,不能真正用于臨床治療。應用小分子化合物促進重編程則是解決以上難題的可能途徑。小分子化合物不僅能提高重編程的效率或替代某些轉錄因子,還能幫助我們探究重編程的機制。2013年,化合物誘導性多能干細胞(chemical induced pluripotent stem cells,CiPSC)的成功,解決了iPS的安全性問題,小分子化合物也成為iPS研究的熱點。本論文的研究目標是發(fā)現(xiàn)能促進重編程的小分子化合物,并通過探究其作用機制來研究重編程機制,為iPS最終走向再生醫(yī)學應用做出貢獻。應用本課題組建立的促進四因子誘導iPS化合物篩選體系,我們在化合物庫中篩選到常用的生物試劑5-溴脫氧尿嘧啶核苷(BrdU)。在Oct4,Sox2,klf4,c-Myc四因子誘導條件下,BrdU能顯著提高iPS誘導效率,加快重編程的進程,且加入BrdU得到的iPS與胚胎干細胞的特性高度相似。BrdU還能夠提高Oct4,Sox2和klf4三因子和Oct4,klf4兩因子的誘導效率。進一步研究發(fā)現(xiàn),BrdU能代替Oct4,與Sox2,klf4和c-Myc誘導重編程,并成功得到了SKM-iPS細胞系。在CiPS誘導實驗中,BrdU在與已報到的化合物組合時,分別能夠提高7個化合物VC6PFZT和4個化合物組合C6FZ的誘導效率,得到多能性與胚胎干細胞接近的CiPS。我們還發(fā)現(xiàn)了新的化合物組合:BrdU與C6F(CHIR99021,6616452,Forskolin)可誘導CiPS,且得到的CiPS與與胚胎干細胞的形態(tài)和功能十分接近。在機制研究中我們發(fā)現(xiàn)BrdU可能通過降低基因組整體的甲基化水平來推動重編程。本論文的研究為安全、高效的獲得iPS提供了新的途徑,為研究全化合物誘導人類iPS提供了重要的候選化合物和組合,為iPS早日應用于人類臨床治療做出了貢獻。
[Abstract]:Embryonic Stem cells ESCs derived from the cell mass in blastocyst stage have the ability of self-renewal and multi-differentiation, so they have a wide application prospect in the field of regenerative medicine. But the acquisition of embryonic stem cells needs to destroy the embryo, there are ethical problems, and the application of the problem of immune rejection, These two problems limited the application of embryonic stem cells. In 2006, Yamanaka et al successfully reprogrammed the somatic cells by using retrovirus-mediated expression of Oct4G Sox2G Klf4 and c-Myc four transcription factors related to pluripotency, and obtained induced pluripotent stem cells of inducible pluripotent stem cells. Inducible pluripotent stem cells avoid ethical problems and immune rejection problems, so the application prospect of induced pluripotent stem cells in regenerative medicine is attractive. However, iPS technology has been trapped in the safety and low efficiency of reprogramming methods, which can not be used in clinical treatment. The application of small molecular compounds to promote reprogramming is a possible way to solve these problems. Small molecular compounds can not only improve the efficiency of reprogramming or replace some transcription factors, but also help us to explore the mechanism of reprogramming. In 2013, the success of compound induced pluripotent stem cell chemical induced pluripotent stem cells solved the security problem of iPS. Small molecular compounds have also become the focus of iPS research. The aim of this paper is to find small molecular compounds that can promote reprogramming, and to study the reprogramming mechanism by exploring the mechanism of reprogramming, and to contribute to the application of iPS to regenerative medicine. Using the screening system of iPS compounds induced by four factors established by our team, we screened the commonly used biological reagents, 5-bromodeoxyuridine (5-bromodeoxyuridine) BrdUX, in the compound library. Under the condition of Oct4N Sox2Klf4nc-Myc induction, BrdU can significantly improve the induction efficiency of iPS and speed up the process of reprogramming. The iPS obtained by adding BrdU is highly similar to embryonic stem cells. BrdU can also improve the induction efficiency of Oct4N Sox2 and klf4 three factors and Oct4Klf4. It was further found that BrdU can replace Oct4 and reprogram with Sox2chlf4 and c-Myc, and the SKM-iPS cell line was successfully obtained. In the CiPS induction experiment, BrdU can improve the induction efficiency of 7 compounds VC6PFZT and 4 compound combinations C6FZ respectively when combined with the reported compounds, and obtain Cipps with pluripotency similar to that of embryonic stem cells. We also found that a new compound combination of: BrdU and C6FNCHIR99021n6616452Forskolin could induce CiPS, and the CiPS obtained was very close to the morphology and function of embryonic stem cells. In the study of mechanism, we found that BrdU may promote reprogramming by reducing the methylation level of genome as a whole. The research in this paper provides a new way to obtain iPS safely and efficiently, provides important candidate compounds and combinations for the study of human iPS induced by whole compounds, and contributes to the early application of iPS in human clinical therapy.
【學位授予單位】：中國科學院上海藥物研究所
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：R96

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本文編號：1968671