[Править] Основные научные достижения

В 2003 г. определил важнейшую роль Nanog в поддержании плюрипотентности в ЭСК Cell

В 2004 г. выявил роль mTOR в самообновлении ЭСК мыши Mol. Cell Biol.

В 2006 г. — впервые в мире получил iPS-клетки мыши Cell Описание исследования на русском языке

В 2007 г. — получил полностью эпигенетически перепрограммированные iPS-клетки Nature

В 2007 г. — впервые в мире получил iPS-клетки человека (одновременно с Томсоном) Cell Описание исследования на русском языке

В 2008 г. — получил iPS-клетки без использования интегрирующихся в ДНК вирусных векторов Science Описание исследования на русском языке

[Править] Признание

Лауреат премии Бальцана (2010).

Основные цели исследований: Получение плюрипотентных стволовых клеток, улучшение методик перепрограммирования, исследование потенциала использования перепрограммированных клеток в медицине Основные результаты исследований: Дифференцированные клетки могут быть перепрограммированы путем слияния с эмбриональной стволовой клеткой, из чего можно предположить существование неких факторов, запускающих возврат в плюрипотентное состояние. Оказалось, что добавление к культуре фибробластов всего четырех факторов: Oct3/4, Sox2, c-Myc и Klf4, - приводит к перепрограммированию клеток, причем метод эффективен и в отношении эмбриональных, и в отношении зрелых фибробластов. Полученные клетки, названные индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками (iPS) обладали морфологией и способностью к пролиферации, свойственной эмбриональным стволовым клеткам, и экспрессировали маркеры эмбриональных стволовых клеток. Подкожное введение iPS мышам провоцировало образование опухолей, содержащих участки тканей всех трех зародышевых слоев, а iPS, введенные в мышиные бластоцисты, участвовали в формировании эмбриона (Takahashi et al., 2006). Успех опытов на мышиных фибробластов удалось повторить в экспериментах с фибробластами человека. Добавление все тех же четырех факторов: Oct3/4, Sox2, c-Myc и Klf4, - приводило к образованию  iPS. iPS человека обладают многими свойствами эмбриональных стволовых клеток: морфологией, способностью к пролиферации, поверхностными антигенами, эпигенетическим статусом генов, специфических для плюрипотентного состояния, теломеразной активностью.  В in vitro экспериментах и в опытах с тератомами было показано, что iPS могут дифференцироваться в клетки всех трех зародышевых слоев. Таким образом, эмбриональные стволовые клетки впервые были получены из соматических клеток без использования эмбрионального материала (Takahashi et al., 2007). Эта работа была признана главным научным прорывом 2007 г. по версии журнала  Science. В работах 2006 и 2007 гг. доставка необходимых для перепрограммирования факторов осуществлялась с помощью ретровирусных векторов. Такой метод доставки является нежелательным из-за способности ретровирусов интегрироваться в геном, чреватой канцерогенезом. В 2008 г. была разработана методика введения Oct3/4, Sox2, c-Myc и Klf4 в клетки посредством кДНК. Таким образом, были получены iPS, введение которых не грозит образованием тератом (Okita et al., 2008). Вторым фактором, увеличивавшим потенциальный риск образования опухолей при введении в организм, был с-Myc. Была разработана методика получения iPS без использования c-Myc. Эффективность в таком случае ниже, однако, получающиеся iPS значительно безопасней (Nakagawa et al., 2008). В качестве основы для получения iPS можно использовать не только фибробласты, но и клетки печени и желудка (Nakagawa et al., 2008).

Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки - вид плюрипотентных стволовых клеток, искусственно полученных из неплюрипотентных клеток, обычно из взрослых соматических клеток, путем "вынужденной" индукции (процесс запуска транскрипции гена или белка вследствие действия определенного фактора-индуктора) определенных генов. Этот процесс осуществляется путем трансфекции (процесс переноса генетического материала в клутку с помощью вирусных векторов) определенных генов стволовых клеток в неплюрипотентную клетку человека, такую как фибробласт, с помощью вирусных векторов (ретровирусов). Схема получения индуцированных плюлрипотентных клеток. (1) - изолирование и культивирование донорных клеток (2) - трансфекция ассоциированных со стволовой клеткой генов в донорные клетки с помощью вирусных векторов. Красные клетки - те, в которых происходит экспрессия экзогенных генов. (3) - сбор и культивирование клеток соответственно культуре эмбриональных стволовых клеток, используя митотически неактивированные фидерные клетки (светло-серые, клетки, используемые в культуре для опоры и питания ПСК, фидерные клетки обработаны таким образом, чтобы они не делились) (4) - небольшое количество клеток становятся iPS-клетками (Induced Pluripotent Stem Cells) и генерируют подобные эмбриональным колонии стволовых клеток. Считают, что индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPS-клетки) идентичны натуральным плюрипотентным стволовым клеткам, таким как эмбриональные стволовые клетки (стволовые клетки, полученные из внутренней клеточной массы бластоцисты - эмбриона на ранней стадии развития), по многим показателям, таким как экспрессия определенных генов и белков стволовых клеток, места (паттерны) метилирования хроматина, время удвоения, формирование эмбриоидных тел (агрегаты эмбриональных стволовых клеток, образующиеся после помещения этих клеток в культуру), формирование тератомы (опухоли из клеток всех трех эмбриональных слоев), формирование жизнеспособных химер (животных, состоящих из клеточных клонов двух разных типов: клеток исходного родительского генотипа и iPS-клеткок) и способность дифференцироваться, однако в полной мере их идентичность с натуральными плюрипотентными стволовыми клетками все еще оценивается. Впервые iPS-клетки были синтезированы их клеток мыши в 2006 году, а из клеток человека - в 2007. Это открытие является прорывом в исследовании стволовых клеток, так как оно позволяет получать плюрипотентные стволовые клетки без использования эмбрионов.