iPS 細胞中利用核移植獲克隆小鼠

        2010年4月28日，北京生命科學研究所（NIBS）高紹榮實驗室在Biology of Reproduction雜志在線發表題為“Mice cloned from induced pluripotent stem cells （iPSC）”的研究論文。報道了利用核移植的方法從iPS 細胞獲得克隆小鼠。

        iPS細胞是利用特定轉錄因子將分化的體細胞重編程為多能干細胞，在臨床治療一些遺傳性疾病和再生障礙性疾病具有非常好的應用前景，同時，因為zui近科學家們可以利用大動物的體細胞成功獲得iPS細胞（至今大動物沒有真正的ES細胞系），所以大動物的iPS細胞被認為是至今的可以用于基因打靶生產基因敲除或轉基因大動物的種子細胞，可以直接通過核移植的方法獲得所需要的基因修飾的動物，作為臨床醫用模型或生產 藥物。盡管前期的研究已經證明iPS細胞具有類似于ES細胞的*多能性，但是在大動物進行四倍體囊胚注射卻非常困難。所以該研究試圖從理論上證明iPS細胞是否可以直接用來作為核供體通過核移植的方法得到克隆動物。我們成功利用可誘導iPS細胞系獲得了15只克隆小鼠，其中6只存活正常并且可以進一步生育后代。iPS細胞克隆效率與正常ES細胞類似。所以我們的結果證明iPS細胞可以被卵母細胞成功重編程為性克隆胚胎得到正常的克隆動物。為進一步利用大動物iPS細胞生產基因修飾動物奠定了基礎。

        技術員寇朝暉與博士生康嵐為本文的共同*作者，其它作者還有畢業設計學生袁野，陶瑜以及博士生吳彤，何靜，技術員張郁和王瑊玏博士以及東北農業大學的劉中華博士。高紹榮博士為本文通訊作者。此項研究由科技部和北京市科委資助，在北京生命科學研究所高紹榮實驗室完成。

        2009年8月，高紹榮的實驗室在Cell Stem Cell上報道通過四倍體互補實驗（tetraploid complementation）得到*由iPS細胞來源的成體小鼠。9月，中科院動物所周琪研究員的實驗室和美國scripps研究所Baldwin KK的實驗室在Nature上報道了同樣的研究結果。四倍體互補試驗是檢測干細胞發育潛能zui嚴格的標準，該研究表明iPS具備和ES同樣的發育潛能，打消了某些人擔心iPS不能*替代ES的顧慮。iPS的應用首先要求將iPS的分化成功能細胞。2009年8月，鄧宏魁的實驗室在Cell Research上報道成功將人iPS細胞的分化成能分泌胰島素的成熟胰島細胞。11月，該研究組又成功的將人iPS細胞分化成肝細胞，該研究同樣發表在Cell Research上。2009年12月，裴端卿帶領的研究小組發現，通過在培養過程中添加維生素C使iPS誘導效率提高了10倍。通過老鼠和人細胞實驗發現，培養時添加維生素C可促進相關基因表達，推動體細胞進入重編程狀態。
 

推薦原文出處：
  
Biology of Reproduction doi: 10.1095/?biolreprod.110.084731

Mice Cloned from Induced Pluripotent Stem Cells （iPSC）
Zhaohui Kou, Lan Kang, Ye Yuan, Yu Tao, Yu Zhang, Tong Wu, Jing He, Jianle Wang, Zhonghua Liu and Shaorong Gao

Differentiated somatic cells of various species could be reprogrammed into induced pluripotent stem cells （iPSC） by ectopically expressing a combination of several transcription factors which are highly enriched in embryonic stem cells （ESC）. The generation of iPS cells in large animals has raised the possibility of producing genetically modified large animals through nuclear transplantation approach. However, it remains unknown whether iPSC could be used for generating cloned animals through nuclear transfer method. Here, we show the successful production of viable cloned mice from inducible iPSC through nuclear transfer approach, and the efficiency is similar to using ESC derived via normal fertilization. Furthermore, the cloned mice are fertile and can produce second-generation offspring. These efforts strengthened the possibility of utilizing iPSC to generate gene modified large animals for pharmaceutical purposes in the future.