第 二 军 医 大 学
20##级硕士研究生
课题检索报告
(20##-20##学年秋季学期)
课题中文名称 利用小分子化合物提高对星形胶细胞重编程为神经元的效率的研究
课题英文名称 The use of small molecule compounds to enhance the reprogramming efficiency from astrocyte into neurons
研究生 姓 名 孙秀 学 号 20141018
报告完成日期 2015/1/4 成 绩
一、课题简介（包括选题意义、主要研究内容等。约500字）
近年来星形胶质细胞应用研究是神经科学研究的热点，它在神经系统的生长及修复中起了重要的作用，星形胶质细胞与神经元之间的复杂相互作用维持着神经系统内环境的稳定。细胞重编程研究是通过反转录病毒等载体将不同的转录因子导入体细胞，诱导体细胞回到胚胎干细胞的状态，获得iPSCs，由鼠和人体细胞衍生出的iPSCs已经分化出多种细胞类型，包括神经干细胞、运动神经元、视网膜细胞等，在临床上能代替神经系统中病变或缺失的神经元，发挥相应的功能。日本科学家首先确定了Oct4、Sox2、c—Myc和Klf4 这4个转录因子基因，利用逆转录病毒将上述4个转录因子导入小鼠的胚胎成纤维细胞过程中促进细胞的重编程，甚至取代某些转录因子的作用。近来发现体细胞来源不同的ｉＰＳ细胞向神经元分化的能力有所不同，是否神经组织细胞来源的ｉＰＳ细胞更易于向神经元分化还有待于进一步研究，星形胶质细胞是神经组织内数量最多、分布最广的胶质细胞其增长速度远远大于少突胶质细胞和其他神经细胞。有研究证明将重编程的对象换成具有重要作用的星形胶，通过OCT4、SOX2或者NANOG诱导星形胶重编程变成神经干细胞或者神经元，为神经修复提供了另外的治疗方法。无论是诱导成多潜能干细胞还是由星形胶转化成神经元，其转化的效率都是比较低的，所以探索能否加入一种或几种小分子化合物提高其转化的效率对星形胶重编程多的研究极为重要。本课题主要筛选一种或几种小分子化合物，研究这些小分子化合物能否提高星形胶转化成神经元的效率，通过进行体外实验进行验证。
二、检索过程
（一）必选数据库
1、CBM数据库（联合使用自由词和主题词途径）
检索式：
#1 4277 主题词：核重编程/全部树/ DE/GE/IM/PH
#2 182 缺省[智能]：细胞重编程
#3 391 缺省[智能]：小分子化合物
#4 1010 主题词：小神经胶质细胞/全部树/全部副主题词
#5 7 （#1 or #2 or #4） and #3
2、PubMed数据库（利用智能检索，并按需进行修改）
检索式：(任选detail 或者 history显示的格式记录检索式)
#1, "Search (""small molecule compounds""[MeSH Terms] OR ""small molecule compounds""[All Fields] OR ""small molecule chemical compounds""[MeSH Terms]) OR ""small molecule chemical compounds"" [All Fields] OR ""small molecule"" [All Fields]) AND (""astrocyte""[MeSH Terms] OR""astrocyte"" [All Fields] OR ""astrocyte reprogramming""[MeSH Terms] OR ""astrocyte reprogramming"" [All Fields] OR ""somatic"" [All Fields] OR ""somatic reprogramming"" [All Fields]) AND ""neurons""[All Fields]
50, 08:01:24
3、SCI
1）检索式：
# 3 153 #2 AND #1 时间跨度=20##-2015检索语言=自动 选择检索式进行组配。选择检索式进行删除。
# 2 187 主题: (small molecule compounds AND reprogramming)时间跨度=20##-2015检索语言=自动 选择检索式进行组配。选择检索式进行删除。
# 1 近似值 5192 主题: (somatic reprogramming)时间跨度=20##-2015 检索语言=自动
2）列出本课题高影响力(被引频次高)论文1-3篇
1.Induction of pluripotent stem cells by defined factors is greatly improved by small-molecule compounds
作者:Huangfu, DW (Huangfu, Danwei)[ 1 ] ; Maehr, R (Maehr, Rene)[ 1 ] ; Guo, WJ (Guo, Wenjun)[ 2 ] ; Eijkelenboom, A (Eijkelenboom, Astrid)[ 1,3 ] ; Snitow, M (Snitow, Melinda)[ 1 ] ; Chen, AE (Chen, Alice E.)[ 1 ] ; Melton, DA (Melton, Douglas A.)[ 1 ]
NATURE BIOTECHNOLOGY
卷: 26 期: 7 页: 795-797
DOI: 10.1038/nbt1418
出版年: JUL 2008
2.Human Induced Pluripotent Stem Cells Free of Vector and Transgene Sequences
作者:Yu, JY (Yu, Junying)[ 1,2,3 ] ; Hu, KJ (Hu, Kejin)[ 3 ] ; Smuga-Otto, K (Smuga-Otto, Kim)[ 2,1,3 ] ; Tian, SL (Tian, Shulan)[ 2,1 ] ; Stewart, R (Stewart, Ron)[ 2,1 ] ; Slukvin, II (Slukvin, Igor I.)[ 3,4 ] ; Thomson, JA (Thomson, James A.)[ 2,1,3,5 ]
SCIENCE
卷: 324 期: 5928 页: 797-801
DOI: 10.1126/science.1172482
出版年: MAY 8 2009
3.Induction of Pluripotent Stem Cells from Mouse Embryonic Fibroblasts by Oct4 and Klf4 with Small-Molecule Compounds
作者:Shi, Y (Shi, Yan)[ 1 ] ; Desponts, C (Desponts, Caroline)[ 1 ] ; Do, JT (Do, Jeong Tae)[ 2 ] ; Hahm, HS (Hahm, Heung Sik)[ 1 ] ; Scholer, HR (Schoeler, Hans R.)[ 2 ] ; Ding, S (Ding, Sheng)[ 1 ]
CELL STEM CELL
卷: 3 期: 5 页: 568-574
DOI: 10.1016/j.stem.2008.10.004
出版年: NOV 6 2008
3）列出本课题高产研究机构1-3个
The Scripps Research Institute
School Of Life Science,Peking university
The Scripps Research Institute
4）列出本课题通常发表的期刊1-3种
CELL STEM CELL
CELL
SCIENCE
（二）可选数据库（根据课题所属学科和必选数据库检索情况，按需选择）
1、BiosisPreview
检索式：#1 You searched:
small molecule compounds {Including Limited Related Terms}
- Search terms used:
·compounds
·compound
·compound word
·pound
·pound sterling
·pounds
·small molecule
Search Returned:
13280 text results
#2 You searched:
astrocyte {Including Limited Related Terms}
- Search terms used:
·astrocyte
·astrocytes
·astroglias
·astroglia
·cns brain astrocyte mmhcc
Search Returned:
10716 text results
#3 You searched:
somatic reprogramming {Including Limited Related Terms}
- Search terms used:
· somatic
· reprogramming
· reprogrammings
Search Returned:
13448 text results
#4 You searched:1 and 2 and 3
Search Returned:
120 text results
2、EmBase
检索式：
#1 small AND molecule AND compounds 7,695
#2 somatic AND reprogramming 3,255
#3 astrocyte AND reprogramming 113
#4 #2 OR #3 3340
#5 #1 AND #4 12
3、其他（、同方期刊全文数据库、万方学位论文数据库、Elsevier等英文全文数据库、专利检索、Google、百度等搜索引擎、参考文献追溯等）
检索式（或检索方法）：
维普期刊全文数据库
第一步 题名或关键词=小分子化合物 与 专业=教育科学+自然科学+农业科学+医药卫生+社会科学 与 范围=全部期刊
第二步 题名或关键词= 细胞重编程 与 专业=教育科学+自然科学+农业科学+医药卫生+社会科学 与 范围=全部期刊) 并且 (题名或关键词=脑缺血 与 范围=全部期刊)
Elsevier英文全文数据库
选择“Advanced search”，输入“small molecule compounds”with in all fields and“astrocyte reprogramming ”with in all fields
在检索相关中文文献时，维普和万方都用过，但觉得好多文献一般写的是综合的英文文献内容的综述之类的，一些标志物或者是具体的试验方法还是参照英文文献比较好。我们用学过的检索方法缩小范围之后逐篇阅读，感觉如果我们能找到一篇好的文献，我们可以再去看相关的参考文献，那样的收获会更大一些，因为它们之间有很大的关联性。在巨大的数据库里要想查全面并不是一件很容易的事情，对于我们来说，把最关键的查清楚，实验过程中不明白的地方可以通过搜索引擎利用小木虫、丁香园等论坛请高人指点迷津，总会通过各种办法完成我们的课题，通过各种论坛与人交流的过程也是一种学习以及自我提升的阶段。
三、全文获取
（挑选并列出中英文最相关文献10篇，请逐篇说明获取全文的方法；未获取全文的文献请说明使用了几种方法）
1. Tohru Kimura1, Yoshiaki Kaga1, Yoichi Sekita, Keita Fujikawa, Tsunetoshi Nakatani, Mika Odamoto, Soichiro Funaki, Masahito Ikawa, Kuniya Abe andToru Nakano. Pluripotent Stem Cells Derived From Mouse Primordial Germ Cells by Small Molecule Compounds. STEM CELLS. Jan 2015; 33 (1):45–55. (通过PubMed申请原文传递获取全文)
2. Phil Jun Kang ,Jai-Hee Moona,Byung Sun Yoon, Solji Hyeon, Eun Kyoung Jun, Gyuman Park, Wonjin Yun, Jiyong Park, Minji Park, Aeree Kim, Kwang Youn Whang, Gou Young Koh, Sejong Oh, Seungkwon You. Reprogramming of mouse somatic cells into pluripotent stem-like cells using a combination of small molecules. Biomaterials. Aug 20##
;35(26):7336-7345. (通过PubMed申请原文传递获取全文)
3. Pingping Hou.;Yanqin Li.;Xu Zhang.;Chun Liu.;Jingyang Guan.;Honggang Li.;Ting Zhao.;Junqing Ye.;Weifeng Yang.;Kang Liu.;Jian Ge.;Jun Xu.;Qiang Zhang.;Yang Zhao.;Hongkui Deng. Pluripotent stem cells induced from mouse somatic cells by small-molecule compounds. Science. 9 Aug 2013;341(6146):651-654. (通过PubMed申请原文传递获取全文)
4. Yan Shi.;Caroline Desponts.;Jeong Tae Do.;Heung Sik Hahm.;Hans R Schöler.;Sheng Ding. Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic fibroblasts by Oct4 and Klf4 with small-molecule compounds. Cell Stem Cell. 6 Nov 2008;3(5):568-574. （通过PubMed链接到Elsevier Science获取全文）
5. Celia Conesa.;Michael Xavier Doss.;Charles Antzelevitch.;Agapios Sachinidis.;Javier Sancho.;José Alberto Carrodeguas. Identification of specific pluripotent stem cell death--inducing small molecules by chemical screening. Stem Cell Reviews. 2012, 8(1):116-127.（通过PubMed链接到Gale Databases获取全文）
6. Zhonghan Li.;Tariq M Rana. A kinase inhibitor screen identifies small-molecule enhancers of reprogramming and iPS cell generation. Nature Communications. 25 Sep 2012;3:1085. （通过PubMed链接到Nature Publishing Group获取全文）
7. Masaru Katoh. Network of WNT and other regulatory signaling cascades in pluripotent stem cells and cancer stem cells.Current Pharmaceutical Biotechnology. Feb 2011;12(2):160-170. (通过PubMed申请原文传递获取全文)
8. K Liu.;Y Song.;H Yu.;T Zhao. Understanding the roadmaps to induced pluripotency. Cell Death and Disease. 15 May 2014;5:1232. (通过PubMed连接到Nature Publishing Group获取全文)
9. Costas A. Lyssiotis, Ruth K. Foreman, Judith Staerk, Michael Garcia, Divya Mathur, Styliani Markoulaki, Jacob Hanna, Luke L. Lairson, Bradley D. Charette, Laure C. Bouchez, Michael Bollong, Conrad Kunick, Achim Brinker, Charles Y. Cho, Peter G. Schultz, and Rudolf Jaenisch. Reprogramming of murine fibroblasts to induced pluripotent stem cells with chemical complementation of Klf4. Proc Natl Acad Sci U S A. Jun 2, 2009; 106(22): 8912–8917. （通过PubMed链接到PubMed Central获取全文）
10. 赵星;黄元华;马燕琳.诱导多能干细胞与细胞重编程技术的研究与未来.中国组织工程研究. 2013; 17(49):8608-8614. (通过SinoMed全文链接)
四、文献综述(简述国内外研究背景、现状和发展趋势)（约1000字）
体细胞重编程是指已经分化完全的体细胞通过特定的方法被逆转到多能性或多潜能性状态的过程。之前只有两种方法可以获得重编程的细胞，一种是通过核移植的方法，另外一种是通过转录因子诱导多能干细胞。通过体细胞重编程体细胞重编程所得到的多能干细胞具有巨大的分化潜力，这一研究将为人类健康以及再生医学领域带来巨大的革命。20##年的诺贝尔奖颁给了英国的Gurdon和日本的Yamanaka，Gurdon通过核移植技术最先证明已经分化的体细胞仍然具有重编程为多潜能干细胞并且进一步发育为完整个体的潜力，同时卵母细胞中便存在重编程因子；Yamanaka创立了诱导多能干细胞系统，通过Oct4、Sox 2、c—Myc和Klf4超表达的几个关键因子建立了更加简单有效地将体细胞诱导为多能干细胞的方法，但是体外诱导产生的多能干细胞有着许多缺陷，例如基因表达变异、DNA甲基化异常、拷贝数变异等，使用反转录病毒或慢病毒产生iPS细胞可能会导致插入突变，所以如果将这些细胞用于医学治疗有很大的风险性。
20##年我国北京大学生命科学研究院的邓宏魁教授，利用四种小分子化合物的组合对体细胞进行处理，成功逆转其“发育时钟”，重新赋予体细胞多潜能性，他们的取代了之前Yamanaka所用的四种转录因子，而是通过筛选的方法筛选出能够代替四种转录因子的小分子化合物，进而又通过实验得到了能够促进转化的三种小分子化合物，七种小分子的组合能够使体细胞转化成多潜能干细胞的效率达到0.2%，得到的CiPSC与ESCs具有很大的相似性。并且这种方法摆脱了以往技术手段对于卵母细胞和外源基因的依赖，避免重编程技术中破坏胚胎或基因突变风险等。通过小分子化合物的诱导可以有助于我们更好的理解细胞命运决定和细胞命运转变机制，是人类未来有可能通过使用小分子化合物的方法直接在体内改变细胞命运，为未来细胞治疗以及人造器官提供理想的细胞来源。
国外研究证明，可以通过病毒载体转入转录因子诱导星形胶变成神经元，同样如果通过病毒转入存在基因变异的风险，我们通过表达转录因子Ascll、Brn2和Mytll(BAM),可以将小鼠的成纤维细胞直接重编程为神经元。此种神经元具有功能性神经元的形态特征，能触发一连串的动作电位，并且与皮质神经元共培养可生成功能性突触，与星形胶细胞共培养诱发神经性突触电流。在多种组合之后发现BAM组合直接重编程的效率最高可达19.5%，而且分化出来的iNSC表达NSC的标记物，其形态、自我更新能力和基因表达谱系与野生型的NSC类似，并且能分化为成熟类型的神经细胞。目前我们的研究还是不完善，机制方面的研究欠缺，将我们的研究成果应用到临床还有很大的距离，但是我们仍要继续我们的重编程研究，在将来能将我们体外重编程的细胞应用于医学治疗，为更多的患者提供由其本身的细胞发育而成的器官或组织。
报告人（签名） 孙秀 评分教师（签名）