iPS—心血管疾病的

1、王丽红王丽红镰刀状贫血病镰刀状贫血病正常成人血红蛋白是由两条正常成人血红蛋白是由两条链和两条链和两条链相互链相互结合成的四聚体，结合成的四聚体，链和链和链分别由链分别由141141和和146146个个氨基酸顺序连结构成。镰状细胞贫血患者因氨基酸顺序连结构成。镰状细胞贫血患者因链链第第6 6位氨基酸谷氨酸被缬氨酸所代替，形成了异位氨基酸谷氨酸被缬氨酸所代替，形成了异常的常的血红蛋白血红蛋白S S（hemoglobin Shemoglobin S，HbSHbS），），取代了取代了正常血红蛋白（正常血红蛋白（HbAHbA），），在氧分压下降时在氧分压下降时HbSHbS分子分子间相互作用，成为溶解度很

2、低的螺旋形多聚体，间相互作用，成为溶解度很低的螺旋形多聚体，使红细胞扭曲成镰状细胞（镰变）。使红细胞扭曲成镰状细胞（镰变）。 正常血细胞（正常血细胞（HBAHBA） 镰刀状血细胞（镰刀状血细胞（HBSHBS）镰刀型贫血病患病镰刀型贫血病患病小鼠小鼠尾部细胞诱导产尾部细胞诱导产生生iPS基因打靶（基因打靶（iPS）iPS（正常基因）（正常基因）诱导产生造血干诱导产生造血干细胞细胞注入小鼠体内注入小鼠体内体内检测存在正常体内检测存在正常形态血细胞形态血细胞小鼠身上开始产生健康的血细胞小鼠身上开始产生健康的血细胞，最终小鼠的疾病症状因此有很，最终小鼠的疾病症状因此有很大改善。大改善。Ye LYe L

3、，Chang JCChang JC，Lin CLin C，et alet al Induced pluripotent stem cells offerInduced pluripotent stem cells offernew approach to therapy in thalassemia and sickle cell anemia andnew approach to therapy in thalassemia and sickle cell anemia andoption in prenatal diagnosis in genetic diseasesoption in

4、prenatal diagnosis in genetic diseases Proc Natl Acad SciProc Natl Acad SciUSAUSA，2009; 106(24): 9826 2009; 106(24): 9826 98309830Hanna JHanna J，Wernig MWernig M，Markoulaki SMarkoulaki S，et alet al Treatment of sickle cell anemiaTreatment of sickle cell anemiamouse model with iPS cells generated fro

5、m autologous skinmouse model with iPS cells generated from autologous skinScienceScience，2007; 318(5858):1920 2007; 318(5858):1920 19231923Kobari LKobari L，Yates FYates F，Oudrhiri NOudrhiri N，et alet al Human induced pluripotentHuman induced pluripotentstem cells can reach complete terminal maturati

6、on: in vivo and instem cells can reach complete terminal maturation: in vivo and invitro evidence in the erythropoietic differentiation modelvitro evidence in the erythropoietic differentiation model HaematologicaHaematologica，2012; 97(12): 1795 2012; 97(12): 1795 18031803Lapillonne HLapillonne H，Ko

7、bari LKobari L，Mazurier CMazurier C，et alet al ed blood cell generationed blood cell generationfrom human induced pluripotent stem cells: perspectives for transfusionfrom human induced pluripotent stem cells: perspectives for transfusionmedicinemedicine HaematologicaHaematologica，2010; 95(10):1651 2

8、010; 95(10):1651 16591659Takayama NTakayama N，Nishimura SNishimura S，Nakamura SNakamura S，et alet al Transient activationTransient activationof c-MYC expression is critical for efficient platelet generation fromof c-MYC expression is critical for efficient platelet generation fromhuman induced pluri

9、potent stem cellshuman induced pluripotent stem cells J Exp MedJ Exp Med，2010; 207(13):2010; 207(13):2817 2817 28302830来源胎儿的胚胎干细胞来源成人人体细胞的iPS拟胚法造血干细胞造血干细胞2525天后观察结果：天后观察结果：1 110106 6 iPS iPS 4.44.410108 8个成熟红细胞个成熟红细胞1 110106 6hESC 35 hESC 35 10108 8个成熟红细胞个成熟红细胞实验中没有观察到来源于实验中没有观察到来源于h-iPSC h-iPSC 和来源

10、于和来源于h-ESC h-ESC 细细胞的红细胞在红细胞的表面抗原、血红蛋白的类型胞的红细胞在红细胞的表面抗原、血红蛋白的类型和血红蛋白的功能上有任何不同。但是，在生成红和血红蛋白的功能上有任何不同。但是，在生成红细胞的数量上有明显的不同。说明，细胞的数量上有明显的不同。说明，h-iPSh-iPS细胞和细胞和h-h-ESC ESC 在分化潜能上仍然有很大的差异，可能在分化潜能上仍然有很大的差异，可能h-iPS h-iPS 细胞和细胞和h-ESC h-ESC 在基因或者表观遗传学上仍然有所不在基因或者表观遗传学上仍然有所不同，导致同，导致iPS iPS 细胞的分化能力降低。细胞的分化能力降低。2

11、010 2010 年，年，Takayama Takayama 等用等用iPS iPS 细胞分化产生血小板。细胞分化产生血小板。iPS细胞iPS细胞囊巨核细胞血小板细胞因子C3H10T1/2细胞因子TPO/IL-1等将血小板注入将血小板注入NOD-SCID-I12rg NOD-SCID-I12rg / / 小鼠体内，可在外周血中检测到小鼠体内，可在外周血中检测到iPS iPS 细细胞来源性的血小板，并且在血管损伤处胞来源性的血小板，并且在血管损伤处的血栓中同样有的血栓中同样有iPS iPS 细胞来源的血小板细胞来源的血小板。说明。说明iPSiPS诱导产生的血小板和正常的诱导产生的血小板和正常的血

12、小板在功能上是等效的。血小板在功能上是等效的。TakayamaTakayama进一步发现，进一步发现，c-Myc c-Myc 基因在巨核系的造血产血小板的基因在巨核系的造血产血小板的过程中存在重要作用。过程中存在重要作用。(OCT4、SOX-2、c-Myc 和和KLF-4) 四因子四因子(OCT4、SOX-2和和KLF-4) 三因子三因子iPS细细胞胞iPS细胞细胞囊囊巨核细胞巨核细胞血小板浓度血小板浓度（高）（高）血小板浓度血小板浓度（低）（低）TakayamaTakayama发现发现c-MYC c-MYC 基因对血小板的生成量有较基因对血小板的生成量有较明显的提高，但明显的提高，但c-MY

13、C c-MYC 基因持续和过量的表达会基因持续和过量的表达会使血小板产量下降，其机制可能是通过使血小板产量下降，其机制可能是通过P14P14、P15P15、GATA1 GATA1 基因作用。基因作用。c-MYC c-MYC 基因的过表达，伴随基因的过表达，伴随P14P14、P15 P15 基因表达的增加和基因表达的增加和GATA1GATA1基因表达下降基因表达下降，从而影响巨核细胞产血小板，该结论还有待证，从而影响巨核细胞产血小板，该结论还有待证实实。c-MYC c-MYC 基因对巨核系造血有正向和负向调节作用，基因对巨核系造血有正向和负向调节作用，c-MYC c-MYC 基因的表达，特别是基因的表达，特别是c-MYC c-MYC 激活后的表达下激活后的表达下降，是从降，是从iPS iPS 细胞产生功能血小板的关键因素。细胞产生功能血小板的关键因素。该实验说明由该实验说明由iPS iPS 细胞诱导分化得到的血小板能参与细胞诱导分化得到的血小板能参与血栓形成，具有正常的功能。如果该方法在效率和血栓形成，具有正常的功能。如果该方法在效率和规模上扩大，就可以利用无限来源的规模上扩大，就可以利用无限来源的iPS iP