干细胞是创伤修复、癌症、再生医学、组织工程等领域的研究热点。近年发现,小分子化合物越来越可成为调节干细胞的一种工具。它们能精确的控制胚胎形成,决定细胞命运和分化过程。
干细胞可分为胚胎干细胞和成体干细胞。胚胎干细胞是一种高度未分化细胞, 它具有发育的全能性, 能分化出成体动物的所有组织和器官。成体干细胞则只分化为一种到几种组织器官的功能细胞。2006年后又发现,成体细胞又可被诱导回多能性干细胞(iPSCs),重新具有分化为其他多种成体细胞的潜力。
现在发现,小分子化合物在干细胞调控中发挥越来越重要的作用。这些作用包括:
1、完全或部分取代原先导入转录因子的方法,加速成体细胞向iPSCs的诱导过程
2、将一种成体细胞转化为另一种成体细胞
3、保持干细胞的自我更新
4、促进干细胞的定向分化
例如,现在已成功实现了:用beta-巯基乙醇、二甲基亚砜和丁羟基茴香醚等物质成功诱导骨髓间充质干细胞转变为神经元;SB203580诱导人胚胎干细胞分化为心肌细胞;在特定条件下, 地塞米松、5-氮杂胞苷、8-甘油磷酸钠、维生素C 和过氧化物诱导骨髓间充质干细胞分化为骨和脂肪细胞;Oct4转录因子,同时添加丙戊酸(VPA)、GSK-3β信号通路的抑制剂CHIR99021、TGF-β信号通路抑制剂616452和LSD-1 抑制剂Parnate 4 种小分子,成功诱导出小鼠iPS 细胞;VPA、CHIR99021 和Repsox 三种化学鸡尾酒组合,将小鼠和人的成纤维细胞转变为神经祖细胞;用TGFβ和ROCK信号通路抑制剂SB431542和Thiazovivin将猪胚胎成纤维细胞重编程获得脂肪细胞。
小分子化合物的优势在于:
渗透性好,效应迅速而且可逆
比生长因子更稳定、更便宜
更纯,批次稳定性好
通过改变浓度可以很好的调节效果
可提高诱导效率,避免因转染造成的遗传风险
合成化学由于其结构和功能的多样性赋予了小分子无限的潜力去准确控制分子间的识别和相互作用
以下是与干细胞有关的小分子(美国MCE)
产品名称 |
目录号 |
简述 |
ITD1 |
HY-12704 |
促进胚胎干细胞向心肌细胞分化。 |
A 83-01 |
HY-10432 |
保持人iPSCs的自我更新。 |
Stauprimide |
HY-15126 |
Stauprimide是能促进人和鼠源胚胎干细胞(ESCs)分化的小分子化合物。 |
ID-8 |
HY-15838 |
ID-8是DYRK抑制剂,长时间培养可维持胚胎干细胞的自我更新。 |
NSI-189 |
HY-13999 |
NSI-189可刺激人海马体来源的神经干细胞的神经生成。 |
KY02111 |
HY-13815 |
KY02111能促进人多潜能干细胞向心肌细胞分化,可调节Wnt信号通路。 |
Parthenolide |
HY-N0141 |
Parthenolide(PTL)能诱导癌细胞凋亡,并杀灭癌症干细胞,还能特异地抑制HDAC1活性而不影响别的I/II类HDAC。 |
Napabucasin |
HY-13919 |
Napabucasin (BBI608)是一可阻断肿瘤干细胞(CSC)自我更新的抑制剂 |
参考文献
李夏,等. 可诱导干细胞分化的小分子化合物研究进展. 药学学报. 2011, 46 (2):121−126
付艳宾,等.全化学诱导体细胞重编程和转分化. 生命科学. 2016,28(8):941-948
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