取代胚胎干细胞利用诱导多能干细胞与胚胎聚合和以诱导多能干细胞为核供体进行细胞核 移植技术可使一头良种家畜在短期内生产较多的具有遗传同质型的动物这不但可以充分发 挥良种动物的生产潜力而且可以加速动物良种化进程达到生产高产优质品种快速扩繁群 体作用。另一方面将诱导多能干细胞诱导技术和细胞核移植技术结合起来还可大量繁殖濒危 动物迅速扩大瀕危动物的群体数量及建立动物诱导多能干细胞库保护稀有动物资源 2.6、IPSC在转基因动物方面的应用 通过基因转移技术将外源性基因导入到某种动物基因组上可改良家畜的某些重要生产 性状(如生长率、遗传抗性等)或获得非常规性育种性状(如生产人类药用蛋白、工业用酶等) 等。诱导多能干细胞和FS细胞、普通体细胞一样能够高效的进行外源基因导入、基因敲除 和基因改造等遗传修饰操作通过随机或定向整合将外源DNA插入到基因组中。经过筛选可 获得阳性细胞然后将阳性细胞注入囊胚腔或与其他胚胎聚合可获得嵌合体后代如果经遗传 修饰的诱导多能干细胞分化为生殖干细胞,可获得转基因阳性动物。如果把经遗传修饰的诱 导多能干细胞作为核移植供体细胞利用细胞核移植技术可直接获得转基因动物。因此将诱 导多能干细胞诱导技术和转基因动物技术相结合,可进行定向变异和育种提高动物的遗传本 质加快动物群体遗传变异程度。并且还可打破物种的界限克服种间繁殖障碍,突破亲缘关系 的限制,获得用传统交配方法无法得到的新性状除此之外,还可在细胞水平对胚胎进行早期 选择,提高选择的准确性,缩短育种时间。 三、技术优缺点 3.1优点 iPSC不仅具有类似于胚胎干细胞的无限增殖和分化多能性特征,而且突破了胚胎干细 胞的免疫排斥和伦理问题等应用限制,为人类医疗手段突破现有的瓶颈提供了解决方案。诱 导多能干细胞的出现,在干细胞研究领域、表观遗传学研究领域及再生医学研究领域都引起 了强烈的反响,这不仅因为它在基础研究方面的要性,更因为它能够避免移植物对宿主引起 的免疫性疾病,具有广阔的临床应用前景。 3.2缺点 逆转录病毒介导下的iPSC技术仍有很多缺陷,其中最主要的三个方面,即低效性、致 癌性及免疫原性,这些缺陷极大地限制了iPSC在临床与科研实践中的应用 3.1.1安全性及基因不稳定性 人类 iPSCs与ESCs相比,在标记表达、自我更新能力和分化潜能方面高度相似。然 而, iPSCs毕竟不能等同于ESCs。更精细的全基因组遗传和表观遗传学研究表明,两者之 间也存在着以下差别:基因不稳定性,包括表观遗传记忆在人类诱导多能干细胞的持续存在 不同的DNA甲基化特征:以及不同程度的遗传变异。通过逆转录病毒载体插入的遗传物质 可以随机整合到宿主基因组中,从而引起遗传失常和畸胎瘤形成。 Zhang等利用生物信息学 工具分析了11种不同细胞重编程形成的 iPSCs细胞系所有可用的数据,发现iPSC中593 个共有基因,这593个基因中有209个在人类肿瘤细胞系和肿瘤组织中表达,而且5个 癌基因在这些 iPSCs中超表达,这表明iPSC中的共有基因的表达有一定的肿瘤和癌症的取代胚胎干细胞,利用诱导多能干细胞与胚胎聚合和以诱导多能干细胞为核供体进行细胞核 移植技术可使一头良种家畜在短期内生产较多的具有遗传同质型的动物,这不但可以充分发 挥良种动物的生产潜力,而且可以加速动物良种化进程,达到生产高产优质品种,快速扩繁群 体作用。另一方面将诱导多能干细胞诱导技术和细胞核移植技术结合起来还可大量繁殖濒危 动物,迅速扩大濒危动物的群体数量,及建立动物诱导多能干细胞库保护稀有动物资源。 2.6、IPSC 在转基因动物方面的应用[5] 通过基因转移技术将外源性基因导入到某种动物基因组上,可改良家畜的某些重要生产 性状(如生长率、遗传抗性等)或获得非常规性育种性状(如生产人类药用蛋白、工业用酶等) 等。诱导多能干细胞和 FS 细胞、普通体细胞一样,能够高效的进行外源基因导入、基因敲除 和基因改造等遗传修饰操作,通过随机或定向整合将外源 DNA 插入到基因组中。经过筛选可 获得阳性细胞,然后将阳性细胞注入囊胚腔或与其他胚胎聚合可获得嵌合体后代,如果经遗传 修饰的诱导多能干细胞分化为生殖干细胞,可获得转基因阳性动物。如果把经遗传修饰的诱 导多能干细胞作为核移植供体细胞,利用细胞核移植技术可直接获得转基因动物。因此,将诱 导多能干细胞诱导技术和转基因动物技术相结合,可进行定向变异和育种,提高动物的遗传本 质,加快动物群体遗传变异程度。并且还可打破物种的界限,克服种间繁殖障碍,突破亲缘关系 的限制,获得用传统交配方法无法得到的新性状,除此之外，还可在细胞水平对胚胎进行早期 选择，提高选择的准确性，缩短育种时间。 三、技术优缺点 3.1 优点 iPSC 不仅具有类似于胚胎干细胞的无限增殖和分化多能性特征，而且突破了胚胎干细 胞的免疫排斥和伦理问题等应用限制，为人类医疗手段突破现有的瓶颈提供了解决方案。诱 导多能干细胞的出现,在干细胞研究领域、表观遗传学研究领域及再生医学研究领域都引起 了强烈的反响,这不仅因为它在基础研究方面的要性,更因为它能够避免移植物对宿主引起 的免疫性疾病,具有广阔的临床应用前景。 3.2 缺点 逆转录病毒介导下的 iPSC 技术仍有很多缺陷，其中最主要的三个方面，即低效性、致 癌性及免疫原性，这些缺陷极大地限制了 iPSC 在临床与科研实践中的应用。 3.1.1 安全性及基因不稳定性[2] 人类 iPSCs 与 ESCs 相比，在标记表达、自我更新能力和分化潜能方面高度相似。然 而，iPSCs 毕竟不能等同于 ESCs。更精细的全基因组遗传和表观遗传学研究表明，两者之 间也存在着以下差别：基因不稳定性，包括表观遗传记忆在人类诱导多能干细胞的持续存在； 不同的 DNA 甲基化特征；以及不同程度的遗传变异。通过逆转录病毒载体插入的遗传物质 可以随机整合到宿主基因组中，从而引起遗传失常和畸胎瘤形成。Zhang 等利用生物信息学 工具分析了 11 种不同细胞重编程形成的 iPSCs 细胞系所有可用的数据，发现 iPSC 中 593 个共有基因，这 593 个基因中有 209 个在人类肿瘤细胞系和肿瘤组织中表达，而且 5 个 癌基因在这些 iPSCs 中超表达，这表明 iPSC 中的共有基因的表达有一定的肿瘤和癌症的