诱导多能干细胞技术朱晨煜

诱导多能干细胞技术主要内容多能干细胞获得多能干细胞诱导多能干细胞代表专家研究方法发展历程优点及其应用中国在诱导多能干细胞方面的研究展望多能干细胞（PS）具有分化出多种细胞组织的潜能，但失去了发育成完整个体的能力，发育潜能受到一定的限制。获得多能干细胞的方法从人类胚胎的囊胚期内细胞群中直接分离多能干细胞从终止妊娠的胎儿组织中分离出多能性干细胞体细胞核转移（SCNT）诱导多能干细胞技术诱导多能干细胞（iPScells）

通过基因转染技术(genetransfection)将某些转录因子导入动物或人的体细胞,使体细胞直接重构成为胚胎干细胞（embryonicstemcell,ESC）细胞样的多潜能细胞代表专家

山中伸弥是诱导多功能干细胞创始人之一。

2007年，他所在的研究团队通过对小鼠的实验，发现诱导人体表皮细胞使之具有胚胎干细胞活动特征的方法。此方法诱导出的干细胞可转变为心脏和神经细胞，为研究治疗多种心血管绝症提供了巨大助力。2012年10月：与英国发育生物学家约翰·格登（JohnGurdon）因在细胞核重新编程研究领域的杰出贡献而获得诺贝尔生理学或医学奖。研究方法及简单过程研究方法

通过导入与多能性有关的外源基因（Oct4,Sox2,Klf4和c-Myc）来激活体细胞中的多能性基因，从而使体细胞从分化状态重编程为多能性干细胞。过程分离和培养宿主细胞；通过病毒介导或者其他的方式将若干多个多能性相关的基因导入宿主细胞；将病毒感染后的细胞种植于饲养层细胞上，并于ES细胞专用培养体系中培养，同时在培养中根据需要加入相应的小分子物质以促进重编程；出现ES样克隆后进行iPS干细胞的鉴定（细胞形态、表观遗传学、体外分化潜能等方面）。发展历程2006年日本京都大学山中伸弥ShinyaYamanaka领导的实验室在世界著名学术杂志《细胞》上率先报道了iPS的研究。他们把Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4这4种转录因子引入小鼠胚胎或皮肤纤维母细胞，发现可诱导其发生转化，产生的iPS细胞在形态、基因和蛋白表达、表观遗传修饰状态、细胞倍增能力、类胚体和畸形瘤生成能力、分化能力等都与胚胎干细胞极为相似。2007年末，Thompson实验室和山中伸弥实验室几乎同时报道，利用iPS技术同样可以诱导人皮肤纤维母细胞成为几乎与胚胎干细胞完全一样的多能干细胞。所不同的是日本实验室依然采用了用逆转录病毒引入Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf44种因子组合，而Thompson实验室则采用了以慢病毒载体引入OCT4、SOX2加NANOG和LIN28这种因子组合。发展历程发展历程发展历程

2008年，哈佛大学GeorgeDaley实验室利用诱导细胞重新编程技术把采自10种不同遗传病患者病人的皮肤细胞转变为iPS，这些细胞将会在建立疾病模型、药物筛选等方面发挥重要作用。哈佛大学另一家实验室则发现利用病毒将3种在细胞发育过程中起重要作用的转录因子引入小鼠胰腺外分泌细胞，可以直接使其转变成与干细胞极为相似的细胞，并且可以分泌胰岛素、有效降低血糖。这表明利用诱导重新编程技术可以直接获得某一特定组织细胞，而不必先经过诱导多能干细胞这一步。发展历程

2009年，中国科学家于2008年11月利用iPS细胞培育出小鼠——“小小”利用iPS细胞能够得到成活的具有繁殖能力的小鼠，从而在世界上第一次证明了iPS细胞与胚胎干细胞具有相似的多能性。科学家表示，这一研究成果表明iPS干细胞或许同胚胎干细胞一样可以作为治疗各种疾病的潜在来源。

中国科学院广州生物医药与健康研究院科学家们在干细胞领域取得重大研究成果，该院院长裴端卿实验室研究发现，维生素C能够将原先每一万至十万个细胞，才能有一个细胞转化为多能干细胞的低效率，提高到百分之十的高效率，这一重大发现已经引起美国有关研究机构的高度关注。优缺点及面临困难优点：与经典的胚胎干细胞技术和体细胞核移植技术不同，iPS技术不使用胚胎细胞或卵细胞，因此没有伦理学的问题。利用iPS技术可以用病人自己的体细胞制备专用的干细胞，所以不会有免疫排斥的问题。缺点：比如，添加4个“重新编程”基因或取代疾病细胞中有缺陷基因的方法都可能有导致癌症的副作用。面临困难

在诱导性多能干细胞能被考虑用于人类疗法之前，研究人员需要发展出安全的方法来解决这些以及其他可能的问题。意义及应用iPS干细胞的出现，在干细胞研究领域、表观遗传学研究领域以及生物医学研究领域都引起了强烈的反响，这不仅是因为它在基础研究方面的重要性，更是因为它为人们带来的光明的应用前景用于器官移植建立疾病模型，了解发病机理治疗某些遗传病如：患有镰刀型贫血症的小鼠皮肤成纤维细胞建立了IPSc，并将其移植到小鼠体内，小鼠的症状得以缓解。用iPS干细胞复活“日本朱鹮”首先，利用病毒媒介将可以初始化细胞的四个基因，分别导入在冷冻箱中保存的日本朱鹮的成纤维细胞中，培育出iPS干细胞。再将iPS干细胞移植到人工繁殖得到的日本外的朱鹮的胚胎（反复分裂的受精卵）中。这样，由日本朱鹮的iPS干细胞，与日本外朱鹮的受精卵混杂在一起，就产生了一个新个体（杂交朱鹮）。使杂交朱鹮之间相互交配，就可以使日本朱鹮的iPS干细胞产生生殖细胞相互交配并产生个体，也就可以使日本朱鹮复活了。展望

由于iPS细胞自身的安全性问题，到2012为止，iPS干细胞还无法应用于临床治疗，要得到安全实用的有临床应用价值的治疗型iPS干细胞，必须避免使用整合性病毒以及有致癌性的外源基因。根据iPS干细胞在短时间内取得的一系列突破，可以预见，iPS干细胞必将解决人类面临的各种疾患。但是还面临许多急待突破瓶颈和需要深入研究的领域：研究iPS干细胞自我复制、增殖和分化等的调控机制及iPS干细胞体外定向诱导分化机制