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IPS细胞培养过程

 生物学渣 2022-01-12
  1. 首先必须先选择要表达的重新设定关键因子,根据文献发表的有Yamanaka 及Thomson两种组合。除了这两种组合外,有许多的文献报导与重新设定细胞相关的其他重要基因。

  2. 接着选择基因传送的方式,目前最常被使用的为反转录病毒(retrovirus)、慢病毒(lentivirus) 、仙台病毒(sendai virus)及质粒载体(plasmid vectors)四种基因载体系统。

  3. 决定要重新设定的细胞种类,一般而言为容易取得的体细胞,如:纤维母细胞(fibroblast)。不同种类的细胞所能重新设定生成iPS的效率也有所差异,例如:重新设定胃上皮细胞(gastric epithelial cells)的iPS生成率为1-3%,但是B细胞只有0.01-0.1%的生成率。

  4. 建立测试关键因子表达效率的系统,例如RT-PCR及Western blotting。

  5. 测试培养条件,不同的细胞种类在经过重新设定转化成干细胞的过程中,所适合的培养条件都不尽相同。此阶段是生成iPS最关键的步骤。

  6. 当培养环境适合时,约莫2-3周后细胞会产生型态上的改变,渐渐形成聚落(colonies)。随着培养天数增加,聚落生长会越来越明显,越趋接近胚胎干细胞的生长特性,如下图:

  1. 最后,当成功获得并放大培养iPS聚落后,需进行包括基因表现图谱分析以及功能性确认,证实iPS的特性与胚胎干细胞相同。将胚胎干细胞注射入小鼠皮下时会形成肿瘤,此种肿瘤以病理切片观察会同时具有三个胚层的特性,称为畸胎瘤(teratoma)。此为胚胎干细胞的独有的特性,而重新设定完全的iPS也会具有此种特性。总结以上可以得知,iPS的生成是一个非常耗时的过程,一般而言约需3-4周。除此之外,目前文献统计,iPS平均的生成率约仅0.01%-0.1%。因此如何节省iPS生成的时间以及提高生成效率是研究上需要突破的关卡。

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