改變細(xì)胞命運(yùn)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物技術(shù)領(lǐng)域,具體地,本發(fā)明涉及改變細(xì)胞命運(yùn)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 伴隨著胚胎干細(xì)胞細(xì)胞核心轉(zhuǎn)錄因子(0ct4,Sox2,Nanog)調(diào)控機(jī)理的逐漸闡明, 日本科學(xué)家Yamanaka成功利用四個(gè)轉(zhuǎn)錄因子0ct4, Sox2,Klf4和c_Myc(Yamanaka因子)將小 鼠成纖維細(xì)胞變成了誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPSCs),為獲得特定個(gè)體的多能性干細(xì)胞指明了新 的方向。誘導(dǎo)多能干細(xì)胞是一類能夠維持自我更新并具有多潛能分化能力的干細(xì)胞。相對 于胚胎干細(xì)胞,誘導(dǎo)多能干細(xì)胞是由體細(xì)胞直接進(jìn)入多能干細(xì)胞的狀態(tài),避免了倫理學(xué)爭 議。在短短幾年時(shí)間里,科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)了大量其他的重編程因子如Nanog,Lin28,E srrb, Tbx3等等,這些重編程因子有的可以促進(jìn)iPSCs的效率,提高iPSCs的質(zhì)量,有的可以替代一 個(gè)或幾個(gè)Yamanaka因子。
[0003] 體細(xì)胞的重編程(有時(shí)也稱為去分化)和再分化被稱為細(xì)胞命運(yùn)的改變。
[0004] 然而,目前如何改變細(xì)胞命運(yùn)尤其是促進(jìn)體細(xì)胞的重編程,仍有待進(jìn)一步研究。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明是基于發(fā)明人的下列發(fā)現(xiàn)而完成的:
[0006] 發(fā)明人在研究重編程的過程中驚奇地發(fā)現(xiàn),線粒體炫發(fā)生頻率在重編程發(fā)生后的 第三天出現(xiàn)瞬時(shí)的升高。基于發(fā)明人的上述發(fā)現(xiàn),發(fā)明人通過藥物和基因的方法誘導(dǎo)細(xì)胞 線粒體炫的發(fā)生,從而檢測到瞬時(shí)的促進(jìn)線粒體炫的發(fā)生頻率能夠促進(jìn)細(xì)胞的重編程。
[0007] 在本發(fā)明中所使用的術(shù)語"線粒體炫"的含義是一種生理現(xiàn)象,即線粒體中超氧離 子瞬時(shí)爆發(fā)釋放。另外,在本發(fā)明中所使用的術(shù)語"誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生線粒體炫"的含義是指提 高細(xì)胞線粒體炫的發(fā)生頻率,即提高單位時(shí)間內(nèi)細(xì)胞線粒體炫的發(fā)生個(gè)數(shù),例如,與未進(jìn)行 誘導(dǎo)的細(xì)胞相比,經(jīng)過誘導(dǎo)的細(xì)胞線粒體炫的發(fā)生頻率提高1.5倍。
[0008] 在本發(fā)明的第一方面,本發(fā)明提出了一種改變細(xì)胞命運(yùn)的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí) 施例,所述方法包括:誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生線粒體炫;任選地,所述細(xì)胞為體細(xì)胞,任選地,所述體 細(xì)胞過表達(dá)Sox2、Klf4、0ct4和c-Myc。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,誘導(dǎo)過表達(dá)Sox2、Klf4、0ct4和 c-Myc(Yamanaka因子)的體細(xì)胞發(fā)生線粒體炫,可以顯著促進(jìn)體細(xì)胞的重編程,從而顯著促 進(jìn)細(xì)胞命運(yùn)的改變。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,上述改變細(xì)胞命運(yùn)的方法還可以進(jìn)一步包括下列附加技術(shù) 特征至少之一:
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的是實(shí)施例,所述誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生線粒體炫是通過下列至少之一實(shí)現(xiàn) 的:使所述細(xì)胞與百草枯(paraquat)接觸;使所述細(xì)胞與黃蜂毒素(mastoparan)接觸;以及 使所述細(xì)胞過表達(dá)親環(huán)素 D (CypD ),任選地,通過將表達(dá)載體引入所述細(xì)胞中以便過表達(dá)所 述親環(huán)素 D(CypD),其中,所述表達(dá)載體攜帶SEQ ID N0:1所示核苷酸序列。
[0011] ATGCTAGCGCTGCGTTGCGGCCCCCGCCTGCTCGGTCTGCTCTCCGGCCCGCGCTCCGCGCCGCTGCTCCTCTCCGC GACCCGTACCTGCAGCGACGGCGGAGCCCGCGGCGCGAACTCTTCCTCCGGGAACCCGCTCGTGTACTTGGACGTGG GCGCCGATGGACAGCCGCTCGGCCGCGTGGTGCTGGAGTTAAAGGCAGATGTCGTGCCAAAGACTGCAGAGAACTTC AGAGCCCTATGCACTGGTGAGAAGGGCTTTGGCTACAAAGGCTCCACCTTCCACAGGGTGATCCCAGCCTTCATGTG CCAGGCTGGCGACTTCACCAACCACAATGGCACAGGAGGGAGGTCCATCTACGGAAGCCGCTTTCCCGACGAGAACT TCACACTGAAGCATGTGGGGCCAGGTGTCCTGTCCATGGCGAACGCAGGCCCCAACACCAATGGCTCTCAGTTCTTT ATCTGCACGATAAAGACAGACTGGCTAGATGGCAAGCATGTCGTGTTCGGCCATGTCAAAGAGGGCATGGATGTTGT GAAGAAAATAGAATCTTTCGGCTCAAAAAGTGGGAAGACGTCTAAGAAGATTGTCATCACAGACTGTGGCCAGTTGA GCTAA(SEQ ID NO:1)〇
[0012] 任選地,所述表達(dá)載體獨(dú)立地選自逆轉(zhuǎn)錄病毒載體、慢病毒載體的至少之一。根據(jù) 本發(fā)明的實(shí)施例,所述體細(xì)胞與paraquat或mastoparan接觸,或所述體細(xì)胞過表達(dá)CypD,可 顯著誘導(dǎo)細(xì)胞線粒體炫的發(fā)生,顯著促進(jìn)體細(xì)胞的重編程,從而顯著促進(jìn)細(xì)胞命運(yùn)的改變。
[0013] 在本發(fā)明的第二方面,本發(fā)明提出了誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生線粒體炫的試劑在改變細(xì)胞命 運(yùn)中的用途,所述細(xì)胞為體細(xì)胞,所述體細(xì)胞過表達(dá)Sox2、Klf 4、0ct4和c-Myc。根據(jù)本發(fā)明 的實(shí)施例,誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生線粒體炫可顯著促進(jìn)過表達(dá)Yamanaka因子體細(xì)胞的重編程,從而 顯著促進(jìn)體細(xì)胞命運(yùn)的改變,因此能夠誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生線粒體炫的試劑能夠顯著促進(jìn)體細(xì)胞 的重編程,顯著促進(jìn)體細(xì)胞命運(yùn)的改變。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,上述誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生線粒體炫的試劑在改變細(xì)胞命運(yùn)中的用 途還可以進(jìn)一步包括下列附加技術(shù)特征至少之一:
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,所述誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生線粒體炫的試劑包括選自下列的至少之 一:百草枯;黃蜂毒素;以及適于使所述細(xì)胞過表達(dá)親環(huán)素 D的試劑,任選地,所述適于使所 述細(xì)胞過表達(dá)親環(huán)素 D的試劑包括表達(dá)載體,其中,所述表達(dá)載體攜帶SEQ ID NO: 1所示的 核苷酸序列,任選地,所述表達(dá)載體獨(dú)立地選自逆轉(zhuǎn)錄病毒載體、慢病毒載體的至少之一。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,百草枯;黃蜂毒素;以及適于使所述細(xì)胞過表達(dá)CypD的試劑可顯著促 進(jìn)體細(xì)胞的重編程,顯著促進(jìn)體細(xì)胞命運(yùn)的改變。
[0016] 在本發(fā)明的第三方面,本發(fā)明提出了一種用于改變細(xì)胞命運(yùn)的試劑盒。根據(jù)本發(fā) 明的實(shí)施例,所述試劑盒包括:誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生線粒體炫的試劑,任選地,所述細(xì)胞為體細(xì)胞, 任選地,所述誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生線粒體炫的試劑包括選自下列的至少之一:百草枯;黃蜂毒素; 以及適于使所述細(xì)胞過表達(dá)親環(huán)素 D的試劑,任選地,所述適于使所述細(xì)胞過表達(dá)親環(huán)素 D 的試劑包括表達(dá)載體,其中,所述表達(dá)載體攜帶SEQ ID NO: 1所示的核苷酸序列,任選地,所 述表達(dá)載體獨(dú)立地選自逆轉(zhuǎn)錄病毒載體、慢病毒載體的至少之一。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,誘 導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生線粒體炫的試劑能夠顯著促進(jìn)體細(xì)胞的重編程,顯著促進(jìn)體細(xì)胞命運(yùn)的改變, 從而包括誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生線粒體炫的試劑的試劑盒可顯著促進(jìn)體細(xì)胞命運(yùn)的改變。百草枯, 黃蜂毒素,或適于使所述細(xì)胞過表達(dá)親環(huán)素 D的試劑可顯著誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生線粒體炫,從而包 含有百草枯,黃蜂毒素,或適于使所述細(xì)胞過表達(dá)親環(huán)素 D的試劑的試劑盒可顯著促進(jìn)體細(xì) 胞命運(yùn)的改變。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,上述試劑盒還可以進(jìn)一步包括下列附加技術(shù)特征至少之
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,上述試劑盒進(jìn)一步包括:適于使所述細(xì)胞過表達(dá)Sox2、 1(]^4、0(^4和〇-]\^〇的試劑,任選地,所述適于使所述細(xì)胞過表達(dá)3(?2、1(]^4、0(^4和〇-]\1