汤姆森四因子
汤姆森四因子(Thomson Factors)是指由美国威斯康星大学麦迪逊分校的干细胞权威 James Thomson 团队在 2007 年独立筛选出的一组用于制备诱导多能干细胞(iPSC)的重编程因子组合。该组合包含 Oct3/4、Sox2、Nanog 和 Lin28(简称 OSNL)。
与著名的山中因子(OSKM)不同,汤姆森因子方案完全不包含强致癌基因 c-Myc 和转录因子 Klf4,而是引入了多能性核心因子 Nanog 和 RNA 结合蛋白 Lin28。这一发现与山中伸弥的人类 iPSC 研究在同一时间发表(分别刊登于 Science 和 Cell),被视为干细胞领域的双子星突破,为 iPSC 技术提供了另一种更为安全的实现路径。
汤姆森团队筛选出的这四个因子,在重编程机制上与山中因子有重叠(Oct4/Sox2),但也引入了全新的调控维度:
| 因子成员 | 角色与功能 |
|---|---|
| Oct3/4 & Sox2 |
• 通用核心:无论是山中方案还是汤姆森方案,这两个因子都是绝对必需的。它们构成了重编程的基石,负责启动多能性基因网络。
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| Nanog |
• 多能性增强器:替代了 Klf4 的角色。Nanog 能加速细胞进入多能性的“基态”(Ground State),是建立稳定干细胞系的关键。
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| Lin28 |
• 代谢调节者:替代了 c-Myc 的增殖功能。Lin28 通过抑制 let-7 miRNA,调节细胞代谢(促进糖酵解)和细胞周期,虽然它本身也有一定的致瘤风险(如 Wilms 瘤),但通常被认为比 c-Myc 更易控。
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2007年11月,山中伸弥和 James Thomson 几乎同时宣布成功制备了人类 iPSC。这两组方案各有千秋:
| 比较维度 | 山中因子 (OSKM) | 汤姆森因子 (OSNL) |
|---|---|---|
| 成分差异 | 含 Klf4, c-Myc | 含 Nanog, Lin28 |
| 重编程效率 | 较高 (c-Myc 强力驱动) | 相对较低 (但更温和) |
| 致瘤风险 | 高 (c-Myc 是强癌基因) | 低 (Lin28 风险相对较低) |
| 当前主流 | OSKM (或 L-Myc 变体) | 常作为补充或特定细胞系使用 |
里程碑文献
[1] Yu J, Vodyanik M A, Smuga-Otto K, et al. (2007). Induced pluripotent stem cell lines derived from human somatic cells. Science.
[学术点评]:James Thomson 团队的经典论文。他们从人胚胎干细胞的研究经验出发,成功筛选出了完全不同于山中团队的 OSNL 组合,证明了通往罗马的大路不止一条。
[2] Takahashi K, et al. (2007). Induction of pluripotent stem cells from adult human fibroblasts by defined factors. Cell.
[对比阅读]:同期发表的山中伸弥的人类 iPSC 论文(OSKM 方案)。两篇论文的背靠背发表标志着 iPSC 技术的全面爆发。