诱导胚胎干细胞构建（诱导多能干细胞与胚胎干细胞的异同点）
- 作者: 刘慈音
- 来源: 投稿
- 2024-12-11
1、诱导胚胎干细胞构建
诱导胚胎干细胞（iPSC）构建
诱导多能干细胞（iPSC）是通过重编程成体细胞（例如皮肤或血液细胞）而产生的干细胞，具有类似于胚胎干细胞的特性。要构建 iPSC，需要遵循以下步骤：
1. 成体细胞的获取：
从个体收集成体细胞，通常是皮肤活检或血液样本。
2. 重编程：
将细胞暴露在转录因子（例如 Oct4、Sox2、Klf4 和 cMyc）或其他方法（例如 mRNA 转染或蛋白质导入）中，以诱导其重编程为多能状态。
3. iPSC 克隆：
将重编程的细胞转移到培养基板上并培养，形成克隆。
4. 特征分析：
对 iPSC 克隆进行评估，以验证它们的多能性、分化潜能和无肿瘤形成能力。
5. iPSC 系的建立：
选择表现良好且具有所需特性的 iPSC 克隆并将其用于进一步的研究或应用。
iPSC 构建方法：
病毒转导：使用病毒载体将转录因子递送至细胞。
非整合转染：使用洗脱法将转录因子的 mRNA 或蛋白质导入细胞，无需整合到基因组中。
转基因：插入表达转录因子的基因，实现持续表达。
化学诱导：使用化学小分子抑制剂激活内源性重编程途径。
iPSC 的优点：
提供了患者特异性细胞，用于疾病建模和再生医学。
避免了使用胚胎，具有伦理优势。
可以从任何细胞来源获得，从而拓宽了可用细胞类型。
iPSC 的应用：
疾病建模和药物筛选
再生医学和组织工程
个体化医疗和精准治疗
生物工程和组织替代
2、诱导多能干细胞与胚胎干细胞的异同点
诱导多能干细胞 (iPSC) 与胚胎干细胞 (ESC)
异同点：异同：
来源：
iPSC：来自成年体细胞，如皮肤或血液细胞
ESC：来自人类胚胎的内细胞团
伦理问题：
iPSC：不存在伦理争论，因为使用的是自身细胞
ESC：涉及胚胎破坏，存在伦理争论
相同点：多能性：
都有能力分化成所有三种胚层（内胚层、中胚层、外胚层）
自我更新：
都有能力在实验室条件下无限期自我更新
细胞表征：
表达类似的标志物，如 Oct4、Sox2 和 Nanog
应用潜力：
都具有广泛的临床应用潜力，如再生医学和疾病建模
其他差异：
表观遗传改造：
iPSC可能保留一些起源细胞的表观遗传标记，可能导致分化差异
染色体异常：
iPSC转化过程中可能会出现染色体异常，而 ESC通常具有正常核型
转化效率：
iPSC转化效率比 ESC 低很多
免疫相容性：
iPSC可用于患者特异性治疗，因为它们源自患者自身细胞
成熟度：
ESC 被认为比 iPSC 更加成熟，分化潜能更高
iPSC 和 ESC 都是多能干细胞，具有分化成各种细胞类型的潜力。它们在来源、伦理影响和表观遗传特征等方面存在关键差异。
3、诱导多能干细胞属于胚胎干细胞吗
不，诱导多能干细胞（iPSCs）不属于胚胎干细胞（ESCs）。
来源： ESCs 来自早期胚胎的内细胞团，而 iPSCs 是通过将成熟细胞（如皮肤细胞）重新编程而产生的。
发育潜力： ESCs 是真正的多能干细胞，这意味着它们可以在适当的条件下发育成为任何胎盘内的细胞类型。iPSCs 也是多能的，但它们的潜力可能因所使用的重编程方法而异。
伦理问题： ESCs 的使用引发了有关胚胎破坏的伦理问题。iPSCs 不存在这种伦理问题，因为它们不涉及胚胎的使用。
应用： ESCs 和 iPSCs 都具有再生医学的潜力。ESCs 被认为具有更高的发育潜力，而 iPSCs 被认为具有更广泛的患者特异性应用。
4、胚胎干细胞和诱导多能干细胞
胚胎干细胞和诱导多能干细胞
胚胎干细胞 (ESC)
存在于胚胎的内部细胞团中
未分化，具有分化为所有类型细胞的潜能
可通过体外培养进行无限扩增
诱导多能干细胞 (iPSC)
由体细胞（例如皮肤细胞或血液细胞）重编程而来
重编程技术涉及使用转录因子来“倒转”体细胞的成熟状态
与胚胎干细胞具有类似的分化潜能
特征比较
| 特征 | 胚胎干细胞 | 诱导多能干细胞 |
||||| 起源 | 胚胎内部细胞团 | 体细胞 |
| 分化潜能 | 全能 | 全能 |
| 免疫相容性 | 与患者组织不匹配 | 与患者组织相匹配 |
| 伦理考量 | 涉及胚胎的使用 | 不涉及胚胎的使用 |
| 可及性 | 有限 | 相对较高 |
| 成本 | 高 | 低 |
优势胚胎干细胞：
分化潜能高
治疗退行性疾病的潜力
诱导多能干细胞：
免疫相容性高
患者特异性治疗的可能性
伦理考量更少
挑战胚胎干细胞：
伦理考量
免疫排斥风险
形成畸胎瘤的风险
诱导多能干细胞：
重编程过程可能导致遗传异常
完全重编程可能难以实现
仍处于研究阶段
应用胚胎干细胞：
再生医学：治疗帕金森氏症、糖尿病等疾病
发育生物学：研究早期胚胎发育
诱导多能干细胞：
个性化医学：为患者量身定制治疗
疾病建模：研究特定疾病的机制
药物开发：筛选候选药物
胚胎干细胞和诱导多能干细胞都是有前途的干细胞类型，在再生医学和发育生物学领域具有广泛的应用。胚胎干细胞具有很高的分化潜能，但存在伦理考量和免疫排斥风险。诱导多能干细胞可避免这些问题，但仍处于研究阶段，并且可能存在重编程过程中的风险。了解这些干细胞类型的特征和差异对于充分利用其治疗潜能至关重要。
