خلية جذعية كثيرة القدرة مستحثة
الإنتاج > الجينات المستخدمة في إنتاج الإپسكات

توليد الخلايا كثيرة القدرة المستحثة يعتمد بشكل أساسي على عوامل نسخ تُستخدم للاستحثاث. تم إثبات أن Oct-4 وبعض النواتج من عائلة الجين Sox  ‏ (Sox1 وSox2 وSox3 وSox15) هي عوامل نسخ منظمة حاسمة في عملية الاستحثاث وأن غيابها يجعل الاستحثاث مستحيلا. وتم إثبات أن بعض الجينات الأخرى منها: بعض أفراد عائلة Klf  ‏ (Klf1 وKlf2 وKlf4 وKlf5)، وعائلة Myc ‏ (c-myc وL-myc وN-myc) ونانوغ وLIN28 تزيد في فعالية الاستحثاث.
Oct-4 ويسمى كذلك (Pou5f1) هو أحد أفراد عائلة عوامل النسخ المرتبطة بالثماني  (ومنه جاءت التسمية Oct اختصارا لـoctamer) ويلعب دورا حاسما في المحافظة على كثرة القدرة. يؤدي غياب Oct-4 في الخلايا التي يُفترض أنها تُعبر عنه (Oct-4+) مثل القسيم الأريمي والخلايا الجذعية الجنينية إلى التمايز التلقائي إلى أرومة مغذية، وتواجد Oct-4 يسمح بنشوء كثرة القدرة وإمكانية التمايز إلى الخلايا الجذعية الجنينية. فشلت عدة جينات أخرى من عائلة Oct بما في ذلك أقرب الأقرباء لـOct-4 وهما Oct1 وOct6 في إحداث الاستحثاث وهذا يثبت أن Oct-4 حصريا من يمكنه إحداث عملية الاستحثاث. مع ذلك، أظهر فريق بقيادة هانز شولر (الذي اكتشف Oct4 سابقا في عام 1989) أن التعبير المفرط عن Oct4 أثناء إعادة البرمجة يسبب تغيرات فوق جينية تقلل من جودة الإپسكات. مقارنة بـ OSKM (الحروف الأولى من Oct4 وSox2 وKlf4 وc-Myc) تولد إعادة البرمجة باستخدام SKM (Sox2 وKlf4 وc-Myc) إپسكات لها قدرة نمو مماثلة للخلايا الجذعية الجنينية، بسبب قدرتها على توليد "فئران كليا من الإپسك" عبر تكميل الجنين رباعي الصيغة الصبغية .
عائلة Sox: هي عائلة من عوامل النسخ لها دور في الحفاظ على كثرة القدرة مثل Oct-4، لكن لها أدوار في الخلايا الجذعية متعددة القدرة ووحيدة القدرة كذلك وذلك خلافا لـOct-4 الذي يعبر عنه حصريا في الخلايا الجذعية كثيرة القدرة. في حين أن Sox2 كان الجين الذي استُخدم في البداية للاستحثاث بواسطة فرق ياماناكا ويانيش وثومسون، استخدم باحثون آخرون لاحقا عوامل نسخ أخرى من عائلة Sox ووجدوا أنها تُحدِث الاستحثاث كذلك. أنتج Sox1 إپسكاتٍ ذات فعالية مماثلة لتلك التي أنتجها Sox2، وأنتجت الجينات Sox3 وSOX15 وSOX18 إپسكاتٍ كذلك لكن بفعالية منخفضة. قام فيليتشكو وزملاؤه بهندسة عامل إعادة برمجة خيمري Sox2-17 تمكن من تحسين توليد الإپسكات لدى الفئران، البشر، القرود، الخنازير والبقر.
عائلة Klf: هي عائلة من عوامل النسخ. اكتُشِف Klf4 في البداية بواسطة فريق ياماناكا، وأكد فريق يانيش أنه عامل نسخ بقدوره إنتاج الإپسكات الفأرية، وأكد فريق ياماناكا أن بإمكانه إنتاج الإپسكات البشرية. مع ذلك، أبلغ فريق ثومسون أن Klf4 لم يكن ضروريا لتوليد الإپسكات البشرية، بل في الواقع فشل في توليدها. تم إثبات أن Klf4 وKlf2 عاملان قادران فعلا على توليد الإپسكات، وأن الجينات Klf1 وKLF5 ذات الصلة قادرة كذلك على توليدها لكن بفعالية منخفضة.
عائلة Myc: هي عائلة من عوامل النسخ وهي جينات ورمية بدئية لها دور في السرطان. أثبت فريق ياماناكا وفريق يانيش أن العامل c-myc له دور في توليد الإپسكات الفأرية، وأثبت فريق ياماناكا أن له دور في توليد الإپسكات البشرية. مع ذلك، استخدام فريقي ياماناكا وثومسون لجينات عائلة myc لاستحثاث الإپسكات مقلق عند التفكير في استخدامها كعلاجات سريرية لأن 25% من الفئران التي زُرِعت فيها الإپسكات المولدة باستخدام c-myc طورت أوراما مسخية قاتلة. تم تحديد أن N-Myc وMYCL1 بإمكانهما إحداث الاستحثاث بنفس الفاعلية عند استبدال c-myc بأحدهما.
نانوغ: في الخلايا الجذعية الجنينية، نانوغ ضروري لتحفيز كثرة القدرة جنبا إلى جنب مع Oct4 وSox2، لذلك كان إبلاغ ياماناكا أن نانوغ غير ضروري للاستحثاث مفاجئ. رغم ذلك أفاد فريق ثومسون أن بالإمكان توليد الإپسكات باستخدام نانوغ كأحد العوامل.
LIN28: هو بروتين مرتبط بالرنا الرسول يُعبر عنه في الخلايا الجذعية الجنينية والخلايا السرطانية الجنينية المرتبطة بالتمايز والتكاثر. أثبت ثومسون وزملاؤه أن العامل LIN28 يمكنه توليد الإپسكات حين يكون في توليفة مع OCT4 وSOX2 ونانوغ.
GLIS1: هو عامل نسخ يمكن استخدامه مع OCT4 وSOX2 وKlf4 لاستحثاث كثرة القدرة. ويمنح ميزات عديدة عندما يُستخدم بدل C-myc منها أنه أكثر فاعلية في إعادة البرمجة ولا خطر في تسببه في السرطان.