Sox-2单因子诱导羊水干细胞重编程研究

成功把成体细胞重编程为与胚胎干细胞"媲美"的"诱导性多能干细胞"（iPS）是干细胞研究领域的重大突破，简化重编程因子和提高iPS应用安全性是iPS研究的关键。由于90%左右的羊水干细胞（AFS）表达Oct4、Nanog、Klf4、c-Myc多个重编程因子但不表达Sox2，我们前期工作发现：经Sox2单因子诱导可将AFS重编程为iPS，但其具体机制和作用尚待研究。鉴此，本项目拟在AFS前期工作的基础上（建立5-6个单细胞来源AFS细胞系并鉴定其生物学特性），利用AFS独特的干细胞生物学特性，建立Sox2单因子诱导AFS重编程实验平台；简化重编程过程并提高iPS重编程效率；同时证实Sox2单因子iPS类似胚胎干细胞的特征（胚胎干细胞关键转录因子启动和表达）、iPS干细胞全能性（体内和体外分化能力、体内发育能力），为进一步探究iPS重编程基本机制和iPS分化应用提供理论依据和实验参数。

本项目运行中完成了三个主要研究内容,包括：OCT4介导的羊水干细胞重编程研究；iPS分泌微泡介导的组织损伤修复研究；羊水干细胞作为新型表皮再生种子细胞的研究。首先，研究中发现OCT4单因子能完成羊水干细胞AFS的全能性的重编程，而SOX2单因子并不能充分完成重编程。借此，我们对实验进行了调整，将AFS来源的OCT4单因子全能性重编程作为研究的主要目标。减少构建iPS所需因子数目，具有三点重要的意义：在编程过程中单因子iPS避免使用c-Myc和Klf4致癌基因；减少的因子使用的数量同时减少的逆转录病毒整合时诱变的机会；由于重编程过程中所需多个外源性基因，导致了具体重编程的分子机制还不完全清楚。综上所述，AFS单因子iPS研究为iPS机制研究提供了新的途径，研究水平达到国内领先。其次，iPS在体内应用时成瘤性的问题，限制了iPS临床的运用，本项目进一步探讨AFS来源的OCT4单因子iPS分泌微泡的潜在临床应用价值。我们的研究没有直接利用iPS进行疾病修复，避免了目前iPS运用中的某些瓶颈问题，为iPS将来的临床应用提供了一个新的途径，此研究具有较高的原创性。另外，为了加强项目组所在重点实验室主要研究方向：干细胞在皮肤组织工程中的作用和机制研究，我们利用本项目的部分资助以及本项目研究中积累的技术经验开展了“羊水干细胞作为新型表皮再生种子细胞的研究”。 研究发现，AFS的高增殖力和低免疫原性以及其来源丰富无伦理性等特点赋予了AFS在表皮再生应用中众多的优势。另外，羊水干细胞在表皮损伤修复中的作用和机制研究，首次证明了羊水干细胞体内外分化为角质化细胞的能力，同时深入探讨了其在动物损伤修复中直接和间接效应的具体作用机制。此研究处于国际先进水平。经本项目资助完成的相关研究论文已在SCI和国内期刊发表各一篇，另有2篇SCI论文待后续发表。