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研究前沿 | 虫草素在维持干细胞多能性和提高iPS细胞生成效率方面的新应用

点击: 次  来源:未知 时间:2020-04-10


 
多能干细胞主要有两种类型:胚胎干细胞(ES)和诱导性多能干细胞(iPS)。ES细胞是从囊胚内细胞团中分离出来的,而iPS细胞是通过引入Oct4、Sox2、c-Myc和Klf4基因从体细胞中产生的。虽然胚胎干细胞和诱导性多能干细胞都表现出自我更新和向所有细胞类型分化的能力,但诱导性多能干细胞克服了胚胎干细胞的缺陷。iPS细胞被认为是一种强大的细胞治疗材料,因为它们可以从个体中获得和产生,并可在体外产生用于治疗和监测疾病的细胞,而没有任何免疫排斥和伦理问题。维持胚胎干细胞或诱导性多能干细胞的多能性是干细胞研究的基础部分。

虫草素,又称3′-脱氧腺苷,是从冬虫夏草中提取的主要成分。它是一种多聚腺苷酸抑制剂,对多种癌症类型的细胞增殖有抑制作用,包括乳腺癌、前列腺癌和白血病。先前的研究表明,虫草素可阻止TNF-α诱导的对人脂肪间充质干细胞成骨分化的抑制。然而,虫草素在维持ES和iPS细胞多能性方面的作用尚不清楚。

中国台湾的中国医药大学和中国医药大学附属医院联合报道了一篇研究论文,指出虫草素能够促进ES和iPS细胞中多能性标记物的表达。用虫草素处理的ES细胞显示出产生胚状体和分化为三个胚层的潜能;磷酸-Jak2、磷酸-Stat3、整合素αV和整合素β5的表达水平升高;IL-6家族蛋白(IL-6、IL-11、LIF、抑癌蛋白M(OSM)、睫状神经营养因子(CNTF)和表皮生长因子(EGF)的蛋白表达水平也升高,但在与Jak2抑制剂(AG490)联合处理后恢复。虫草素处理后,山中因子在小鼠胚胎成纤维细胞(MEFs)中的基因表达水平上调,iPS细胞的产生效率提高;发现虫草素处理后产生的iPS细胞不仅表达多能性标记物,而且具有分化为神经干/祖细胞的能力。综上所述,证明虫草素通过调节细胞外基质(ECM)和Jak2/Stat3信号通路维持了干细胞的多能性,提高了iPS细胞的生成效率,具有促进iPS细胞重编程效率的潜力。

 

原文发表于:Scientific Reports 10, 2187 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-59154-5
来源:菌物健康(公众号)