医学前沿：干细胞之诱导多能干细胞

诱导性多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPS）具有类似于胚胎干细胞的全能性，又无道德伦理争议，而且来源广泛，避免了免疫排斥反应，为整个干细胞生物学领域和临床再生医学提供了新的研究方向。因此，在2008年该技术被评为十大进展之首；在2012年获诺贝尔生理学或医学奖。

▲2012年诺贝尔生理学或医学奖获得者（左侧为iPS发明者-山中伸弥）

自该技术发明以来，iPS在疾病模型的建立与机制研究、细胞治疗、药物的发现与评价等方面有着巨大的潜在应用价值。截止目前，全三商法球以iPS为治疗手段的临床注册研究共有89项，其中以欧美国家居多。

▲全球iPS临床注册研究分布图

iPS是指由体细胞诱导而每日推荐成的干细胞，具有和胚胎干细胞类似的发育多潜能性。具体定义是向皮肤组织等细胞中导入特定基因或是特定基因产物，使体细胞编程具备如同胚胎干细胞般，具有可持续增殖能力，并可分化成各种细胞。

▲iPS分化潜能（细胞“干”性）

诱导性多能干细胞（iPS细胞）最初是日本科学家山中伸弥（Shinya Yamanaka）团队在2006年利用病毒载体将四个转录因子（Oct4, Sox2, Klf4 和c-Myc）的组合转入到小鼠胚胎或皮肤纤维母细胞中，使其重编程而得到的类似胚胎干细胞的一种细胞类型。

▲四个转录因子简选调生是什么介

这些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。

▲诱导iPS实验流程示意图▲细cfd胞重编程前后形态对比

自iPS发现以来，由于其在干细胞中独特的优势，使其立刻成为干细胞领域研究的热点。研究者们对这种细胞表现出强烈的兴趣，纷纷制订相关的研究计划。关于 iPSCs 的研究日新月异，并取得了突破性的进展。经Pubmed检索自2000年来，iPS相关的实时渲染文献数量呈指数尸检级增长，预计2020年还会持续升高。

▲研究热度（Pubmed在2000年以来每年发表文章数）

①诱导多能干细胞类似于胚胎干细胞，具有强大的分化再生能力，可以分化成人体各个器官和组织所需要的各种细胞类型。

▲体外诱导成体纤维细胞分化的流程

②家用中央净水器诱导多能干细胞是通过遗传编辑而来的一种干细胞，因此在来源方面不存在社会伦理问题。

③诱导多能干细胞可以通过基因编辑技术产生同基因对照细胞系，从而改变DNA达到治疗人类疾病的目标。

①转录因子将体细胞冲标称为iPS的机制研究尚未明了，重编程效率低。

②添加4个“重编程”基因或取代疾病细胞中有缺陷基因的方法有致癌的可能。

③iPS在具有快速增殖和高分化潜能的同时，细胞核型易发生改变，导致许宏泉遗传和表观遗传稳定性下降。

④iPS的临床应用安全性和可靠性评估体系仍需要完善。

▲不同干细胞对比

▲不同干细胞对比

iPSCs 不仅可用于细胞移植，器官再生，特别ntv是细胞损伤、坏死严重的疾病的细胞移植治疗；还可以构建疾病模型，以便于研究疾病形成的机制、发生发展及转归，筛选新的药物，以及研究新的治疗方法。因此，iPS具有极大的医学价值。但目前iPS的使用仍然是存在一定风险的。所以，就临床应用而言，安全有效的使用诱导多能干细胞仍然是科学家们研究的重点。

▲iPS应用领域

如要研究某基因突变和心脏疾病之间的相关性。

① 选择临床患者（基因突变）易获得的组织细胞，如：外周血、皮肤组光刻技术织等。经体外诱导分化为心肌细胞。

② 体外经基因编辑技术，如Crispr/cas9技术修复受损基因。对比修复前后诱导的心肌细胞形态和功能的差异，以此确定研究目标（mRNA、蛋白）。

③ 经PCR/WB/质谱等两个估计手段深入检测确定与心肌细胞功能缺陷相关mRNA及蛋白的转录表达水平。

④ 若果经费允许，可探究潜在的分子机制，采用RNA-seq，对比转录组差异，进行差异基因、信号通路和GASE相关分析，确定干扰治疗靶标。

推广英文

⑤ 最后，经RNAi干扰技术，确认该靶标与疾病的相关黄金交易软件性。

⑥ 一篇完整的IF5以上的文章大功告成。

参考文献：

[1] Karagiannis Peter,Takahashi Kazutoshi,Saito Megumu et al. Induced Pluripotent Stem Cells and Their Use in Human Models of Disease and Development.[J] .Physiol. Rev., 2019, 99: 79-114.

[2] Rowe R Grant,Daley 季惟生George Q,Induced pluripot判断力ent stem cells in disease modelling and drug discovery.[J] .Nat. Rev. Genet., 2019, 20: 377-包夜388.

[3] Liu Chun,Oikonomopoulos Angelos,Sayed Nazish et al. Modeling human diseases with induced pluripotent stem cells: from 2D to 3D and beyond.[J] .Development, 2018, 145: undefined.

[4] 徐锴，陈霞，高绍荣.新房验房 我国多国际法庭能干细胞研究进展[J]. 生物技术通报. 2015,31(4电荷泵):72-81.

[5] 罗庆，宋关斌，袁琳. 诱导多能干细胞研究进展[J]. 生物技术通报.2009.

[6] 诺贝尔奖获得者——山中申弥 wikipedia.tw.

[7] ……

mp.weixin.qq/s/Zy1cC瘦脸棒hCzp1BL7yb_jwdJDQ