作者:陆发隆 张毅 来源:《国家科学评论》 发布时间:2016/3/14 10:16:55
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综述:细胞全能性——分子特征以及建立与维持

 

以胚胎干细胞(embryonic stem cells)和诱导多能干细胞(iPSC: induced pluripotent stem cells)为代表的多能干细胞(pluripotent stem cells)可以在体外无限培养扩增,在再生医学以及疾病模型的研究中有着广阔的前景。多能干细胞可以分化产生从组成哺乳动物胚胎到组成成体组织的各种功能细胞系。但是多能干细胞不能生成胎盘等胚外组织,因此不具有全能性。全能细胞(totipotent cells)存在于哺乳动物的早期胚胎中,具有从单细胞发育成整个个体以及胎盘等胚外组织的能力。例如,将小鼠的卵细胞受精后生成的1细胞期胚胎以及2细胞期胚胎中的单个细胞植入子宫中可以发育生成完整个体以及胎盘组织。然而到目前为止,全能细胞还不能在体外培养以及扩增。受限于可供研究的全能细胞数量,人们对细胞的全能性知之甚少。

最近,哈佛大学医学院遗传学系陆发隆博士与张毅教授共同为《国家科学评论》撰写了一篇题为“细胞全能性:分子特征以及建立与维持”(http://nsr.oxfordjournals.org/content/2/2/217.full)的综述性文章,。

该文首先总结了早期胚胎中全能细胞的独特分子特征,例如受精卵基因组的首次转录激活,转座子活跃转录,全基因组DNA去甲基化,父源和母源染色质重塑以及不对称染色质修饰,染色质的空间架构以及其高迁移率等。然后介绍了从全能细胞到多能细胞以及胚外细胞的分化的发育中第一次细胞命运决定。最后讨论了现在唯一的全能细胞的诱导方法——通过细胞核移植重编程体细胞得到全能细胞。另外,该综述还描述了最近少量报道指出的在多能干细胞群体中存在极少量稀有的具有类似全能细胞分子特征的细胞。

对全能细胞的研究刚刚开始。展望未来,表观基因组学近期的巨大的技术进步使得分析少量细胞的表观基因组成为可能,这些技术进步将极大地推动对细胞全能性的研究。同时,如果高效诱导,培养,以及扩增全能细胞得以实现,该领域将会取得突破性的进展。(来源:科学网)

 
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