新闻 | iPS细胞研究进展

iPS细胞研究进展

我们知道干细胞即为起源细胞，具有增殖、分化潜能和自我更新复制的能力，能够产生高度分化的功能细胞，每个完整生物个体都是由一个受精卵细胞不断分化发育为各种终端功能细胞，进而形成组织器官而构成的。干细胞（Stem Cell）因具有这种未充分分化，尚未成熟，具有再生各种组织器官和人体的潜在功能，医学界称为“万用细胞”或”种子细胞”。 人体干细胞分两种类型，一种是全功能干细胞，可直接克隆人体；另一种是多功能干细胞，可直接复制各种脏器和修复组织。人类寄希望于利用于细胞的分离和体外培养，在体外繁育出组织或器官，并最终通过组织或器官移植，实现对临床疾病的治疗。为临床医学提供更为广阔的应用前景。如白血病治疗中需采用的骨髓移植时其实是造血多能干细胞移植，用正常的造血多能干细胞替代掉病患病变的造血多能干细胞，恢复正常的免疫和造血功能。还有现在流行的新生儿脐带血的样品储存，其目的也是为了以防万一，为以后生病做准备。

但其应用和研究受限于其来源有限获取困难及ES细胞建系效率低，体外保持其全能性的条件复杂，涉及到胚胎毁损等伦理学争论，和ES细胞移植后产生免疫排异反应的问题。在八九十年代取得较大进展后渐渐进入研究低潮，并且欧美等多国禁止进行胚胎干细胞的某些敏感研究。在这样的背景下一些科学家选择另辟蹊径。

诱导性多能干细胞最初是日本科学家山中伸弥（Shinya Yamanaka）于2006年利用病毒载体将四个转录因子（Oct4, Sox2, Klf4 和c-Myc）的组合转入分化的成熟的成纤维表皮体细胞中，使其重编程而得到的类似胚胎干细胞和胚胎APSC多能细胞的一种细胞类型，在世界著名学术杂志《细胞》上率先报道，这项技术引起了巨大的轰动，颠覆了以往干细胞研究历史，其医疗意义在于ips细胞避免了经典胚胎干细胞技术和体细胞核移植技术所产生的伦理学问题和异体移植引起的免疫排斥问题，具有跨时代的巨大意义，2012年10月8日，John B. Gurdon 与 Shinya Yamanaka也因此获得诺贝尔生理学和医学奖。随后世界各地不同科学家陆续发现其它方法同样也可以制造这种细胞，并且在全世界掀起了ips细胞研究的热潮，iPS技术使人类的视野与想象力得到拓展，开始了干细胞研究与应用的新时代。

尽管一开始就存在着转化率低和具有致瘤性风险等技术弊端，近十多年来科学家还是在这项技术上寄予厚望，不断在广度深度上拓展iPS技术，不断优化诱导效率和安全性，建立各个模式动物的iPS细胞系，对iPS细胞的发育潜能和内部的分子机制就行更深的研究，并建立多种疾病模型特异iPS细胞系，将ips技术精进向着医疗应用的方向不断努力，研究成果发表文章称出不穷，并取得了瞩目的成就。

根据科研报道，iPS细胞已成功分化为心机细胞、造血细胞、神经细胞、大脑皮层细胞及牙釉质细胞等细胞系。特定疾病来源的iPS细胞可用于疾病发生机理的研究和新药的筛选和检测。iPS细胞被诱导分化为内皮前体细胞并移植到血友病小鼠肝脏中，使出血症状显著改善。将iPS细胞在体外诱导分化的多巴胺能神经元移植进帕金森病大鼠模型脑内，一段时间后可有效缓解大鼠疾病症状和改善其行为。有多家实验室报道，使用iPS细胞培养出迷你肝脏，迷你肾脏，脑，心脏等类器官，并在去年培养出完整的小鼠皮肤。

16年10月的Nature杂志上发表日本科研团队成果，将用长尾猕猴皮肤转化的iPS细胞制作为心脏细胞移植到患有心肌梗塞的猴子身上后，成功地使其恢复了心脏功能。此次实验的特点是用不易发生排异反应的免疫型猴子制作iPS细胞，与人类相近的灵长类动物实验的成功，或将成为人类再生医疗应用的一大进步。

今年3月28日，一位年逾花甲的日本男性成为了世界上首个接受由他人捐赠的诱导性多功能干细胞（iPS细胞）所形成的新视网膜细胞的人。这是全球首例用来自他人的诱导性多功能干细胞治疗黄斑病变的移植手术，将创建现成干细胞库的进程推进了一大步，发布在2017年3月28日的《自然》新闻上。相比于2014年世界首例iPS细胞手术曾使用患者自身的iPS细胞。而此次在临床手术中利用他人iPS细胞则属世界首例。取自不同背景捐赠者的iPS细胞库能让干细胞移植操作更为便捷等待时间缩短，同时还能极大得削减治疗成本。将更接近多数患者能够接受的医疗方式。

现任京都大学IPS细胞研究所所长的山中伸弥正在创建一个iPS细胞库，这个细胞库根据编码人类白细胞抗原（HLA）的3个基因来匹配捐赠者和接受者。HLA是细胞表面参与激发免疫反应的蛋白质。目前“再生医疗用iPS细胞储备库”只有来自一名捐赠者的细胞系。但他和同事希望，到明年3月，他们能得到来自5~10位有着不同HLA特征的捐赠者的细胞系，这一数量应该能匹配全日本30-50%的人口。

随着iPS技术及其他相关领域技术的不断发展，人类健康与医学革命的新纪元即将到来，那时候人类是否能像蜥蜴一样断尾再生呢？让我们拭目以待。

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