[发明专利]一种诱导性多能干细胞及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种诱导性多能干细胞及其制备方法和应用。所述方法包括向体细胞导入重编程因子基因并提高FOS蛋白或其变体表达，进行培养，得到所述诱导性多能干细胞。本发明发现在体细胞中同时过表达OSKM四因子(OCT4(NM_002701)、SOX2(NM_003106)、KLF4(NM_004235)、c‑MYC(NM_002467))和FOS(NM_005252)基因，OSKM四因子和FOS蛋白协同配合，能够显著提高诱导重编程效率，实现高效制备诱导性多能干细胞。

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及一种诱导性多能干细胞及其制备方法和应用。

背景技术

诱导性多能干细胞(Induced pluripotent stem cells，iPS细胞)，是指体细胞经导入多能遗传基因或在其他诱导因子的作用下进行基因的重新编程，从而得到的具有多向分化潜能的干细胞。2006年8月，日本京都大学Yamanaka研究小组将Oct4、Sox2、Klf4及c-Myc(OSKM)这4个基因转入小鼠成纤维细胞，首次将体细胞直接重编程为胚胎干细胞样的多潜能干细胞，标志着体细胞重编程为iPS细胞技术的诞生。2007年底，Yamanaka小组和Thomson小组先后成功将人成纤维细胞重编程为iPS细胞。这项研究对于人类干细胞领域的研究和应用起到了巨大的推动作用，它规避了胚胎干细胞(Embryonic Stem Cells，ESCs)异体移植免疫排斥的风险以及ESCs所带来的伦理学问题等，使得iPS细胞在再生医学领域展现出广阔的应用前景。

尽管iPS细胞有着广阔的应用前景，然而在整个iPS研究过程中，iPS转化效率低以及易分化现象始终是研究中较大的障碍。在此前的常规转化方法中，如CN109576226A公开一种所述方法包括如下步骤：(1)收集尿液，离心弃上清，洗涤沉淀，重悬细胞；(2)将步骤(1)所得重悬细胞接种于包被的培养皿中，过夜培养，之后换液培养，直到长出UDCs克隆，传代培养；(3)吸弃传代培养的培养基，胰酶消化，收集细胞计数，利用电转染方法转染质粒，加入到复苏培养板中过夜培养，之后换液培养，筛选iPS克隆；其中，质粒包括pCXLE-hOCT3/4-shp53、pCXLE-hSK和pCXLE-hUL。iPS细胞重编程的效率较低，而且这一过程需要数周时间，一定程度限制了iPS细胞的广泛应用。

综上所述，如何提供一种高效的促进体细胞重编程的方法，是诱导性多能干细胞领域亟需解决问题之一。

发明内容

针对现有技术的不足和实际需求，本发明提供一种诱导性多能干细胞及其制备方法和应用，本发明在体细胞中同时过表达OSKM四因子基因(OCT4、SOX2、KLF4、c-MYC)和FOS基因，利用其协同配合，能够显著提高诱导重编程效率，实现高效制备诱导性多能干细胞。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种将体细胞重编程为诱导性多能干细胞的方法，所述方法包括：

向体细胞导入重编程因子基因并提高FOS蛋白或其变体表达，进行培养，得到所述诱导性多能干细胞。

本发明发现在体细胞中过表达重编程诱导因子以及提高FOS(NM_005252)蛋白表达，重编程诱导因子和FOS蛋白协同配合，能够显著提高诱导重编程效率，实现高效制备诱导性多能干细胞。

本发明中，FOS基因为原癌基因，基因ID为2353，该基因编码的蛋白可以与JUN家族的蛋白二聚化，从而形成转录因子复合物AP-1。因此，FOS蛋白被认为是细胞增殖、分化和转化的调节因子，在某些情况下，FOS基因的表达也与凋亡细胞的死亡有关。

其中，FOS蛋白的氨基酸序列为：