分化转移
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分化转移
分化转移,也称为谱系重编程,是一个成熟体细胞转化为另一个成熟体细胞而不经过中间多能状态或祖细胞类型的过程。 它是一种化生,包括所有细胞命运开关,包括干细胞的相互转化。 转分化目前的用途包括疾病建模和药物发现,未来可能包括基因治疗和再生医学。 “转分化”一词最初是由 Selman 和 Kafatos 于 1974 年创造的,用于描述细胞特性的变化,因为表皮产生细胞在蚕蛾变态过程中变成了盐分泌细胞。
发现
戴维斯等人。 1987 年报道了细胞从一种成体细胞类型变为另一种细胞类型的转分化的xxx例(观察)。 发现迫使小鼠胚胎成纤维细胞表达 MyoD 足以将这些细胞转变为成肌细胞。
自然例子
成体细胞直接从一个谱系转变为另一个谱系的xxx已知实例发生在 Turritopsis dohrnii(也称为永生水母)和 Turritopsis Nutricula(使永生水母永生的原生动物)中。 相反,细胞去分化,然后再分化成感兴趣的细胞类型。 在蝾螈中,当眼睛晶状体被移除时,色素上皮细胞去分化,然后再分化为晶状体细胞。 Vincenzo Colucci 在 1891 年描述了这种现象,Gustav Wolff 在 1894 年描述了同样的事情; 荷兰(2021 年)审查了优先问题。 在胰腺中,已证明在健康和糖尿病人和小鼠胰岛中,α 细胞可以自发地改变命运并转分化为 β 细胞。 虽然以前认为食管细胞是由平滑肌细胞的转分化发育而来,但事实证明这是错误的。
诱导和治疗实例
Ferber 等人提供了功能性转分化的xxx个例子。 通过诱导肝脏细胞发育命运的转变并将它们转化为“胰腺β细胞样”细胞。 这些细胞诱导了广泛的、功能性的和持久的转分化过程,降低了糖尿病小鼠高血糖的影响。 此外,发现转分化的类 β 细胞能够抵抗 1 型糖尿病特有的自身免疫攻击。
第二步是在人类标本中进行转分化。 通过用单个基因转导肝细胞,Sapir 等人。 能够诱导人肝细胞转分化为人β细胞。
这种方法已在小鼠、大鼠、非洲爪蟾和人体组织中得到证实(Al-Hasani 等人,2013 年)。
肝细胞向 β 细胞转分化过程的示意图。 肝细胞通过糖尿病患者的肝活检获得,离体培养和扩增,用 PDX1 病毒转导,转分化为功能性产生胰岛素的 β 细胞,然后移植回患者体内。
成年雌性小鼠卵巢中的颗粒细胞和卵泡膜细胞可以通过诱导敲除 FOXL2 基因转分化为支持细胞和间质细胞。 同样,成年雄性小鼠睾丸中的支持细胞可以通过诱导敲除 DMRT1 基因转分化为颗粒细胞。
方法
沿袭指导方法
在这种方法中,来自靶细胞类型祖细胞的转录因子被转染到体细胞中以诱导转分化。 有两种不同的方法来确定要使用的转录因子:从一个大库开始,一个一个地缩小因子范围,或者从一个或两个开始,然后添加更多。
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一种解释确切细节的理论是,异位转录因子将细胞引导至较早的祖细胞状态,然后将其重定向至新的细胞类型。 通过 DNA 甲基化或组蛋白修饰进行的染色质结构重排也可能发挥作用。 以下是体外示例和体内示例的列表。 转染特定小鼠细胞的体内方法使用与体外实验相同种类的载体,只是将载体注射到特定器官中。 周等。 (2008) 将 Ngn3、Pdx1 和 Mafa 注射到小鼠的背脾叶(胰腺)中,将胰腺外分泌细胞重编程为 β 细胞,以改善高血糖症。
初始表观遗传激活阶段方法
在用所需的抑制或激活因子转染之前,先用多能重编程因子(Oct4、Sox2、Nanog 等)临时转染体细胞。