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Isabel Guillen
Author with expertise in Induction and Differentiation of Pluripotent Stem Cells
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In Vivo Amelioration of Age-Associated Hallmarks by Partial Reprogramming

Alejandro Ocampo et al.Dec 1, 2016
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Aging is the major risk factor for many human diseases. In vitro studies have demonstrated that cellular reprogramming to pluripotency reverses cellular age, but alteration of the aging process through reprogramming has not been directly demonstrated in vivo. Here, we report that partial reprogramming by short-term cyclic expression of Oct4, Sox2, Klf4, and c-Myc (OSKM) ameliorates cellular and physiological hallmarks of aging and prolongs lifespan in a mouse model of premature aging. Similarly, expression of OSKM in vivo improves recovery from metabolic disease and muscle injury in older wild-type mice. The amelioration of age-associated phenotypes by epigenetic remodeling during cellular reprogramming highlights the role of epigenetic dysregulation as a driver of mammalian aging. Establishing in vivo platforms to modulate age-associated epigenetic marks may provide further insights into the biology of aging.
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Interspecies Chimerism with Mammalian Pluripotent Stem Cells

Jun Wu et al.Jan 1, 2017
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Interspecies blastocyst complementation enables organ-specific enrichment of xenogenic pluripotent stem cell (PSC) derivatives. Here, we establish a versatile blastocyst complementation platform based on CRISPR-Cas9-mediated zygote genome editing and show enrichment of rat PSC-derivatives in several tissues of gene-edited organogenesis-disabled mice. Besides gaining insights into species evolution, embryogenesis, and human disease, interspecies blastocyst complementation might allow human organ generation in animals whose organ size, anatomy, and physiology are closer to humans. To date, however, whether human PSCs (hPSCs) can contribute to chimera formation in non-rodent species remains unknown. We systematically evaluate the chimeric competency of several types of hPSCs using a more diversified clade of mammals, the ungulates. We find that naïve hPSCs robustly engraft in both pig and cattle pre-implantation blastocysts but show limited contribution to post-implantation pig embryos. Instead, an intermediate hPSC type exhibits higher degree of chimerism and is able to generate differentiated progenies in post-implantation pig embryos.
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In vivo partial reprogramming alters age-associated molecular changes during physiological aging in mice

Kristen Browder et al.Mar 7, 2022
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Partial reprogramming by expression of reprogramming factors (Oct4, Sox2, Klf4 and c-Myc) for short periods of time restores a youthful epigenetic signature to aging cells and extends the life span of a premature aging mouse model. However, the effects of longer-term partial reprogramming in physiologically aging wild-type mice are unknown. Here, we performed various long-term partial reprogramming regimens, including different onset timings, during physiological aging. Long-term partial reprogramming lead to rejuvenating effects in different tissues, such as the kidney and skin, and at the organismal level; duration of the treatment determined the extent of the beneficial effects. The rejuvenating effects were associated with a reversion of the epigenetic clock and metabolic and transcriptomic changes, including reduced expression of genes involved in the inflammation, senescence and stress response pathways. Overall, our observations indicate that partial reprogramming protocols can be designed to be safe and effective in preventing age-related physiological changes. We further conclude that longer-term partial reprogramming regimens are more effective in delaying aging phenotypes than short-term reprogramming.
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