Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

The effects of recombinant Oct4 and Sox2 proteins on pluripotent genes expression in mouse somatic cells

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

ผลของ Recombinant Oct4 และ Sox2 proteins ต่อการแสดงออกของ pluripotent genes ใน mouse somatic cells

Year (A.D.)

2009

Document Type

Thesis

First Advisor

Nipan Israsena

Faculty/College

Faculty of Medicine (คณะแพทยศาสตร์)

Degree Name

Master of Science

Degree Level

Master's Degree

Degree Discipline

Medical Science

DOI

10.58837/CHULA.THE.2009.808

Abstract

Mouse and human somatic cells can be reprogrammed into induced pluripotent stem (iPS) cells by reretroviral transducing genes encoding four transcription factors: Oct4, Sox2, Klf4 and c-Myc. This provided an opportunity to generate patient-specific pluripotent stem cells for human therapeutic and research application. However, a major limitation of this technology is the viral genome integration. In this study we demonstrated that recombinant protein Oct-4, one of the four key factors for reprogramming, containing protein transduction domain can pass through somatic cell membrane when added to the culture media. Treating mouse embryonic fibroblast with recombinant Oct-4 protein resulted in an activation of Nanog-luciferase reporter. Surprisingly, when using Tat-Oct4 protein combine with three retroviral vectors: Sox2, Klf4 and c-Myc, could be generated iPS colonies from primary mouse fibroblasts. These results suggest that the recombinant Oct-4 protein is active and may be used to substitute viral vector in iPS cell generation.

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

ในปัจจุบันพบว่าการใช้ไวรัสเป็นตัวนำ transcription factor เพียง 4 ตัว ได้แก่ Oct4, Sox2, Klf4 และ c-Myc เข้าสู่เซลล์ สามารถเหนี่ยวนำให้โซมาติกเซลล์มีคุณสมบัติเข้าใกล้ pluripotent stage ซึ่งเซลล์ใหม่ที่สร้างได้มีคุณสมบัติเหมือนกับเซลล์ต้นกำเนิดตัวอ่อนทุกประการ และเรียกเซลล์ใหม่นี้ว่า “induced pluripotent stem (iPS) cells" การค้นพบในครั้งนี้นำไปสู่ความหวังในการสร้าง patient-specific pluripotent stem cells เพื่อนำไปใช้ในการรักษาและงานวิจัยทางการแพทย์ในอนาคต อย่างไรก็ตามปัญหาสำคัญสำหรับการใช้เทคนิคนี้คือ การที่ไวรัสเข้าไปแทรกในจีโนมของเซลล์เจ้าบ้านอาจก่อให้เกิดการกลายพันธุ์และกลายเป็นมะเร็งได้ ดังนั้นคณะผู้วิจัยจึงสนใจที่จะพัฒนาเทคนิคใหม่ โดยการใช้เปบไทด์สายสั้นๆ ที่เรียกว่า Tat peptide เป็นตัวนำ transcription factor ที่สำคัญดังกล่าวเข้าสู่เซลล์แทนการใช้ตัวพาที่เป็นไวรัส จากผลการทดสอบคุณสมบัติของ recombinant Oct-4 protein พบว่าโปรตีนที่เราสร้างขึ้นเพียงแค่เติมลงใน media ที่ใช้เลี้ยงเซลล์ตามปกติ ก็สามารถผ่าน somatic cell membrane เข้าสู่นิวเคลียสของเซลล์ได้ อีกทั้งยังสามารถกระตุ้นให้เกิดการแสดงออกของ pluripotent gene บางตัวรวมถึงมีผลต่อการเกิด activation ของ Nanog-luciferase reporter อีกด้วย ที่น่าสนใจอีกประการหนึ่งพบว่าเมื่อนำ recombinant Oct4 protein มาใช้ร่วมกับ Sox2/Klf4/c-Myc-retroviral transduction สามารถกระตุ้นให้เกิด iPS colony ได้โดยเปรียบเทียบกับ control ที่ใช้ไวรัสเพียง 3 ตัว (Sox2 | c-Myc และ Klf4) ซึ่งไม่พบ colony เลย จากผลการทดลองนี้ นำไปสู่ความเป็นไปได้ที่จะนำเทคนิค protein transduction มาประยุกต์ใช้ในการเหนี่ยวนำให้เกิดการรีโปรแกรมเซลล์ได้โดยไม่ต้องใช้ไวรัส

Link to Full Text

Share

COinS