Studies of Pluripotency in Embryonic Stem Cells and Induced Pluripotent Stem Cells

سلول‌های بنیادی توانایی تمایز به انواع سلول‌های بدن را دارند، بنابراین پتانسیل درمانی زیادی برای پزشکی احیاکننده برای درمان اختلالات پیچیده مانند بیماری پارکینسون و آسیب نخاعی دارند. همچنین کاربردهای زیادی در توسعه دارو وجود خواهد داشت. با این حال، موانع متعددی مانند مسائل ایمنی و راندمان پایین اشتقاق سلول های بنیادی پرتوان (PSC) باید قبل از کاربرد بالینی آنها برطرف شود. این پایان نامه بر این دو حوزه تمرکز دارد تا روش هایی برای غلبه بر محدودیت ها بیابد. این سلول‌های بنیادی جنینی (ESCs) از چندین گونه مختلف را پوشش می‌دهد و یک سیستم کارآمد برای تولید سلول‌های بنیادی پرتوان القایی (iPSCs) و اولین موش iPSC در جهان را گزارش می‌کند. نتایج این پایان نامه تایید می کند که سلول های سوماتیک را می توان به طور کامل با چهار عامل یاماناکا برنامه ریزی مجدد کرد. علاوه بر این، ما دریافتیم که ناحیه Dlk1-Dio3 می‌تواند یک نشانگر مولکولی بالقوه برای تشخیص iPSC‌های کاملاً برنامه‌ریزی شده از آنهایی که تا حدی دوباره برنامه‌ریزی شده‌اند باشد. همه این نتایج به بهبود ایمنی PSCها در کاربردهای بالینی و افزایش راندمان القایی پایین فعلی تولید آنها کمک می کند.

Stem cells have the ability to differentiate into all types of cells within the body, thus have great therapeutic potential for regenerative medicine to treat complicated disorders, like Parkinson’s disease and spinal cord injury. There will also be many applications in drug development. However, several roadblocks, such as safety issues and low efficiency of pluripotent stem cell (PSC) line derivation need to be resolved before their clinical application. This thesis focuses on these two areas, so as to find methods to overcome the limitation. It covers deriving embryonic stem cells (ESCs) from several different species and reports an efficient system to generate induced pluripotent stem cells (iPSCs), and the first iPSC mice in the world. The results in this thesis confirm that somatic cells can be fully reprogrammed with the four Yamanaka factors. In addition, we have found that the Dlk1-Dio3 region can be a potential molecular marker to distinguish the fully reprogrammed iPSCs from partially reprogrammed ones. All of these results will help improve the safety of PSCs in the clinical applications and increase the current low induction efficiency of their production.