诱导多功能干细胞问题的研究进展
关于多功能干细胞(iPS细胞)的研究
重组 为胚 胎 状 细 胞 ， 再 利用 其分化 出
运 动神经 细 胞 。 从 多能干 细 胞 分化 而
来的运 动神经 细 胞 与人 体 胚 胎 干 细
胞 分 化 而 来的运 动神 经 细 胞 ， 在 功 能
和效 率上 看上 去 十分相似 ， 但 还 需通
过研 究加 以 确 认 。 如 果 它们 之 间 的相
应 第二 个 基 因 的蛋 白 。 此 过 程 继 续
进 行 ， 直到“机 器” 为4 种基 因生 产 完
它 们 各 自对 应 的 蛋 白 为 止 。
利 用 串联 基 因 ， 凯 里 获 得 了 仅 包 含 多顺 反 子 性 矢 量 单一 副 本 的 多能 干 细 胞 ， 取 代 了 多种 病 毒 的 集合 体 。 这 项 十分 重要 的进展显 示 ， 如 果 能 将其他 技 术如 基 因标 的与之 结 合起 来， 该 途 径 能够更加 安 全 。 虽 然 凯 里 开 发 出 了 集4 种 基 因 进 入 单 一 病 毒 的 方 法 ， 但 是 研 究人 员也 发 现 它 的效 率比 以 往基 因重组 法 的效 率 大 约要 低 1 0 0 倍 。 他 们 将 对 出现 该 现 象的具 体 原 因展 开 调 查。
在怀特海德研 究所做 研 究工 作
的麻 省理 工 学院 研 究 生 布 莱斯 凯
里 率 先 4{ 4 个 重 组 基 因 利 用 含 有 2 A
缩 氨 酸 遗 传 代 码 的 D N A 串联 起 来 ，
然 后 与 研 究 所 实验 室 中的 其他 研 究
员 人
一
起 获 得 了 称 为 多川页反 子 性 的
美国科学家成功简化诱导 多能干细 胞生成过程
美 国 怀 特 海德 生 物 医 学研 究 所 的科 学 家在2 0 0 8 年 12 月公 布 了他 们 成 功 地 将 在基 因 重 组 过 程 中所 需 病毒的数 目从 4 个减 少到 1 个 ， 从 而 极 大 地 简化 了 诱 导 多 能 干 细 胞 (i P S ) 的生成。 他 们 相信 ， 通 过 利用 病毒 获得 的 、 类 似 于胚 胎 干 细 胞 的 iP S 最终有望用 于 医 治 帕金 森病和糖 尿 病 等 多种 疾 病 。
人体诱导多能干细胞技术在精神分裂症研究中的应用现状与展望
-1092-国际精神病学杂志JOURNAL OF INTERNATIONAL PSYCHIATRY2020年第47卷第6期人体诱导多能干细胞技术在精神分裂症研究中的应用现状与展望徐书琦万瑾凌王学义王冉【摘要】诱导多能干细胞（iPSCs）技术作为现下的一个热门领域，提供了一种用以体外模拟神经系统发育过程的工具。
本文中综述了应用精神分裂症（SCZ）患者来源iPSCs模型在精神分裂症领域中的研究进展，通过hiPSCs建立SCZ模型以期阐明这类复杂遗传性精神疾病的发病机制，并提出iPSCs在诱导产生神经元方面的挑战及对未来研究前景的展望，以期实现疾病的早期干预及个体化治疗。
【关键词】诱导多能干细胞；精神分裂症；神经细胞模型【中图分类号］R749.3【文献标识码】A【文章编号］1673-2952（2020）06-1092-05◎综述◎Summarize精神分裂症（Schizophrenia,SCZ）是一种复杂的精神疾病，由环境、遗传等多种因素共同致病，然而，SCZ的确切病因和影响因素还不十分明确，其发病机制仍处于探索阶段。
在众多因素中，遗传因素最具影响力并具有强有力的支撑。
基因变异以及微效基因叠加作用都可能影响SCZ的发病。
因此，识别基因特征和生物学信号对SCZ的发展具有重要作用。
2006年，日本科学家Takahashi从胚胎十细胞及肿瘤细胞特异表达的候选转录因子中筛选出4种转录因子（Oct3/4、Sox2、c-Mye和Klf4）,在ES细胞培养条件下，将小鼠胚胎成纤维细胞和成年小鼠尾尖成纤维细胞诱导为小鼠iPSCs,并利用这4种转录因子成功将人成纤维细胞诱导为人诱导多能干细胞（human induced pluripotent stem cells,hiPSCs）〔5iPSCs的成功培养及分化第一次证明人类体细胞有被重新诱导至多能干细胞的潜力.通过获得同种基因型的患者来源的细胞建立iPSCs能在细胞水平上反映临床诊断的异质性，并可避免人类胚胎干细胞涉及的伦理道德及法律的争议。
人类胚胎干细胞和诱导多能干细胞的研究
人类胚胎干细胞和诱导多能干细胞的研究人类胚胎干细胞（human embryonic stem cells，hESCs）和诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells, iPSCs）是当今生物医学研究的重要热点之一。
这两种干细胞都具有自我更新和分化为多种不同类型细胞的能力，因此在组织再生、疾病治疗、药物筛选等领域有着广泛的应用前景。
本文将综述人类胚胎干细胞和诱导多能干细胞的研究现状和前景。
一、人类胚胎干细胞1. 发现和特点人类胚胎干细胞是在1998年，由美国犹他大学埃文斯实验室发现的。
它们是从人类胚胎的内细胞团（inner cell mass，ICM）中分离出来的非常原始的细胞，具有自我更新和无限增殖的能力，并可以分化为身体的所有不同类型的细胞，包括神经元、心肌细胞、肝细胞等。
这些特点使得人类胚胎干细胞成为组织工程和再生医学领域的重要研究材料，有着广泛的用途。
2. 研究进展和问题尽管人类胚胎干细胞潜力巨大，但是在研究和应用过程中依旧受到很多限制和问题。
首先，人类胚胎干细胞的获取受到伦理和法律的限制。
在许多国家和地区，胚胎干细胞研究和应用仍然是禁止或受严格限制的。
即使是在开放的国家，也需遵循伦理标准和规定的程序，获得胚胎干细胞。
其次，人类胚胎干细胞的使用也存在一些问题。
首先，人类胚胎干细胞具有致癌性和免疫排异等风险，不当的使用会导致一些不良后果。
其次，人类胚胎干细胞分化过程中的影响因素、机制以及调控方法还不完全清楚，因此在分化过程中的控制更为困难。
此外，用于分化人类胚胎干细胞的培养基和因子组合等方法，也在不断的优化和改进中。
二、诱导多能干细胞1. 发现和特点在人类胚胎干细胞受到法律和伦理限制的背景下，2006年，日本的山中伸弥等一众科学家发现了诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSCs），这是人类成体细胞被诱导再生为早期胚胎干细胞状态的一种细胞，可以用于组织工程、疾病治疗、药物筛选等领域。
ips细胞的研究大事记
ips细胞研究大事记来源:新华网干细胞是人体内可以转化为各种器官和组织的细胞，过去只能从胚胎中获得。
２００７年１１月，美国和日本科学家分别宣布独立发现将普通皮肤细胞转化为干细胞的方法，得到的干细胞称为诱导多功能干细胞，又名ｉＰＳ细胞。
这一发现分别被《自然》和《科学》杂志评为２００７年第一和第二大科学进展。
ｉＰＳ细胞具有和胚胎干细胞类似的功能，却绕开了胚胎干细胞研究一直面临的伦理和法律等诸多障碍，成为干细胞研究的热点领域之一，近两年来有关进展不断。
２００８年４月，美国加利福尼亚大学科学家报告称，他们将实验鼠皮肤细胞改造成ｉＰＳ细胞，然后成功使其分化成心肌细胞、血管平滑肌细胞及造血细胞。
２００９年２月，日本东京大学科学家宣布，成功利用人类皮肤细胞制成的ｉＰＳ细胞培育出血小板，而且从技术上说用ｉＰＳ细胞培育人类红细胞和白细胞都是可能的；紧接着，日本庆应大学科学家又宣布，成功用实验鼠的ｉＰＳ细胞培育出鼠角膜上皮细胞。
２００９年３月伊始，ｉＰＳ细胞研究便相继迎来两项重大突破。
英国和加拿大科学家发现了不借助病毒、安全将普通皮肤细胞转化为ｉＰＳ细胞的方法；美国科学家则在《细胞》杂志上宣布，他们可以将ｉＰＳ细胞中因转化需要而植入的有害基因移除，且保证由此获得的神经元细胞的基本功能不受影响。
２００９年７月，ｉＰＳ细胞研究在临床应用道路上又迈出非常重要的一步。
据英国《自然》杂志网站２３日报道，中国科学家周琪和高绍荣等人利用ｉＰＳ细胞克隆出活体实验鼠，首次证明ｉＰＳ细胞与胚胎干细胞一样具有全能性。
该成果让人们看到了ｉＰＳ细胞具有实用性。
人们完全可以期待，在一系列危险和潜在危险被一一规避后，尚处在实验室阶段的ｉＰＳ细胞研究，将能很快应用于人类疾病的临床治疗。
各国争相领跑ｉＰＳ细胞研究来源:新华网由于触及伦理道德等问题，曾被普遍看好的胚胎干细胞研究一直处于进退两难的境地。
２００７年，ｉＰＳ细胞（诱导多功能干细胞）的诞生令科学家们将注意力投向这一争议性小的干细胞研究领域，一些国家的政府更是以极大的热情，或加大投入，或制订鼓励政策，推动这一新兴的干细胞研究。
诱导多功能干细胞技术研究进展及应用——2012年诺贝尔生理学或医学奖工作介绍
胞及 Ｅ Ｓ Ｃ的细胞 质 中包 含有 能 够 诱 导 细 胞 核 重 编
程 的转化 因子 。 （ 二） “ 主管 ” 转 化 因子 的发 现 １ ９ ８ ７年 ， 一 种
１ ． 目标 转化 因子检 测 范 围 的划定 ： 胚 胎 干细 胞 由于其增 殖性及 多能性 得到研 究者 的广泛 关注 。大 量文 献报 道证 实 了多 种 特异 性 表 达 于 Ｅ Ｓ Ｃ 中基 因 存 在 。通 过筛 选 ， Ｙ ａ ｍａ ｎ ａ ｋ ａ研 究 团 队 将 ２ ４种 特 异 性基 因划 入检测 范 围内 ， 其 中包 括 ： （ １ ） 早 期胚 胎 及
期 细胞 核 的重编 程 ， 成 为证 明细胞 核 全 能性 的关 键 证据 ， 使细胞 分化 是通 过 对 基 因可 逆 性 修饰 而 实 现
的观点 得到 了普遍 接受 ， 也成 为 Ｇ ｕ ｒ ｄ ｏ ｎ获 得诺 贝尔 奖 的主 要 原 因 。三 十 多年 之 后 ， ｌ ａ ｎ Ｗｉ ｌ ｍ ｕ ｔ 和 他 的
２ ． Ｆ ｂ ｘ ｌ ５干细胞筛选系统的建立 ： 为达到从成 熟 体细胞 中分 离筛选 出 ｉ Ｐ Ｓ Ｃ并 进一 步检 验 ｉ Ｐ Ｓ Ｃ多 能性 的 目的 ， 一个 完 善 有效 的干 细胞 筛 选 系统 成 为
Ｙ ａ ｍ ａ ｎ ａ ｋ ａ 研 究 团 队进行 下 一 步 工 作之 前 必 要 的前
４［ ”＇ Ｈ］ Ｓ ｏ ｘ ２㈦
、
果蝇 体 内的转化 因子 “ Ａ ｎ ｔ ｅ ｎ ｎ ａ ｐ ｅ ｄ ｉ ａ ” 被 发 现可 以在 果蝇 本应长 出触 角 的位 置诱 导 出腿 而取 而 代 之 ＿ ９ Ｊ 。
干细胞论文
诱导型多能干细胞的研究进展学院：生命科学学院专业：动物学姓名：***学号：********摘要：诱导型多能干细胞(iPSc)具备胚胎干细胞的分化潜能,同时又回避了伦理问题,因此具有广泛且重要的临床应用价值。
与胚胎干细胞相比，iPS 细胞有操作简便和高稳定性等优点可以应用于，如创建人类疾病的遗传模型，培育转基因动物用于器官移植，改善动物生产性状和抗病性，以及生物制药等领域。
本论文综述了iPS 细胞的诱导方式、诱导相关的诱导方式、iPS 细胞诱导相关的影响因素、iPS 细胞的发育潜能、iPS 细胞的重编程机制以及其应用前景。
关键词：iPS 细胞、诱导方式、诱导方式、影响因素、发育潜能、重编程机制、诱导型多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPS细胞)是通过在体细胞中转入几个特定的转录因子,实现体细胞核的重编程而获得的可不断自我更新且具有多向分化潜能的类胚胎干细胞样细胞。
2006年Takahashi 和Yamanaka[1]从与干细胞多能性维持相关的24个候选因子中筛选出4个转录因子组合Oct3/4、Sox2、c-Myc和KlF4,利用逆转录病毒转染小鼠胚胎成纤维细胞和鼠尾成纤维细胞,成功诱导出小鼠iPS细胞。
这一消息在生物学界引起了巨大轰动,国内外科学家们开始对iPS技术产生极大的兴趣。
正是因为iPS细胞与胚胎干细胞有相同的发育潜能,并且它的获得不需要摧毁早期胚胎,从而避免引发伦理道德争论,所以迄今研究iPS细胞的热潮仍在持续,并且未来有可能替代胚胎干细胞用于临床研究[2]。
1 iPS 细胞的诱导方式1.1 病毒载体诱导法病毒载体诱导法是iPS 细胞早期研究的主要应用方法，该方法简便易行，且效果显著，其主要原理是：将外源刺激因子克隆到病毒基因组中，再通过病毒对受体细胞的感染而将病毒基因组序列和外源刺激因子永久性整合到受体细胞基因组DNA 中，使外源刺激因子在一定阶段发挥作用，诱导受体细胞完成重编程过程[2]。
诱导产生多能性干细胞的研究
4.Klf4
Krueppel-like factor 4， KLF4上皮锌指转录因子 Klf4 (旧称GKLF)调节体外 细胞的增生与分化
iPS细胞诱导机制
已分化的细胞 1 病毒逆转录 3
Ips细胞 5
导入病毒基因
2 Oct3/4、Sox2、cMyc和Klf4
4
胚胎干细胞培养条件和 筛选
诱导多功能细胞
诱导性多能 干细胞用于 治疗小鼠帕 金森病
美国麻省Whitehead生物医学研究的 Wernig等近日报告,通过Oct4、Sox2、 Klf4和c-Myc四种转录因子诱导出的iPS细 胞可分化成神经细胞,可改善帕金森病小鼠的 运动功能。
iPS细胞在体外分化成 神经细胞
未分化的iPS细胞
研究者首先检验了iPS 细胞在体外的分化能力, 发现iPS细胞可以分化 成神经元细胞和神经胶 质细胞,并且能够进一 步生成神经元亚型细胞
Ips细胞系建立的一些重要环节 （几种因子的发现过程）
日本科学家发现ES细胞中那个存在着一些因子，这些因子对于 多能性的建立可能至关重要。科学家对24个与多能性维持相关 的候选基因导入小鼠成纤维细胞中，依次去掉其中一个基因， 最后在得到的10个基因中发现了4个至关重要的基因，其中任 何一个缺失都将导致实验的失败，这4个基因中的任意2个或3 个组合都无法形成具有ES细胞特性的ips细胞。从而确定了： Oct4,Sox2,c-myc和Klf4这4种基因
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ips细胞研究中存在的问题
一．肿瘤相关基因，如c-myc的使用，有诱发癌 症的可能
二．逆转录病毒转染可能会导致一些癌基因的激 活，也可能导致某些重要基因功能受阻。
三．基因表达模式与ESC还存在一些不同。 四．效率较低，重组率只有0.1%。
诱导性多功能干细胞
研究历史
诱导多能干细胞最初是日本人山中伸弥（ShinyaYamanaka）于2006年利用病毒载体将四个转录因子的组合 转入分化的体细胞中，使其重编程而得到的类似胚胎干细胞的一种细胞类型。随后世界各地不同科学家陆续发现 其他方法同样也可以制造这种细胞。
2007年11月20日，美国威斯康星大学詹姆斯·汤姆森的研究小组在《科学》杂志发表体细胞转变成“诱导性 多能干细胞”（iPS细胞）的成果，而日本京都大学教授山中申弥领导的研究小组也于同日在《细胞》杂志发表 类似的研究结果。紧接着皮肤细胞转为干细胞后，美国马萨诸塞州怀德海特生物医学研究所的雅各布·汉纳的小 组用来自患病小鼠尾巴的皮肤细胞产生了诱导性多能干细胞。
因此，iPS细胞的制作与发现，也成为医学、药学或是食品等之安全实验平台。此外，当技术成熟后，例如 男性细胞也可以制作出卵子，甚至老化细胞的重生，也不再是不可能的梦想。
特性和作用
iPS细胞同样具有自我更新和分化的全能性，从日本科学家ShinyaYamanaka于2006年第一次发现这一技术到 现在，科学家已经成功从小鼠，大鼠，猕猴，猪和人的体细胞中诱导并获得iPS细胞，而且诱导技术也产生了巨 大的革新，减少外源转录因子，使用非整合病毒，质粒法等等都能够产生iPS细胞，最近，有报道称利用纯蛋白 的方法也可以获得iPS细胞。iPS技术具有巨大的潜在应用价值，利用iPS技术能够获得病人或者疾病特异的多能 性干细胞，这样可以避免移植过程中的免疫排斥问题，也绕开了人类胚胎干细胞研究所带来的伦理问题。
2009年3月伊始，iPS细胞研究便相继迎来两项重大突破。
组成基因
IPS细胞是由一些多能遗传基因导入皮肤等细胞中制造而成。在制造过程中，研究人员使用了4种遗传基因， 同时加入了7种包括可阻碍特定蛋白质合成的物质和酶在内的化合物，以研究其各自的制造效率。
诱导多能干细胞
诱导多能干细胞：过去，现在和未来介绍在2006年，我们发现，干细胞与胚胎干细胞相似的属性，可以同时引入四种基因（高桥和Yamanaka，2006年）从小鼠成纤维细胞产生。
我们指定了这些细胞的iPS细胞。
在2007年，我们报道了类似的方法适用于人类成纤维细胞，并通过因素引入了一把，人类iPS细胞可以生成（Takahashi等，2007）。
就在同一天，詹姆斯·汤姆森的研究小组还报告了人类iPS细胞的生成，使用不同组合的因素（Yu等人，2007）。
合并三个科学流LED iPSCs的生产像任何其他科学的进步，过去和现在的科学家在相关领域众多研究结果的基础上，建立了IPSC的技术。
有三个主要的数据流的研究导致我们生产的iPS细胞（图1）。
第一个数据流进行重新编程核移植。
1962年，约翰·格登报道，他的实验室已经收到了成年青蛙肠细胞的细胞核（格登，1962）的未受精的卵子产生的蝌蚪。
超过三十年后，伊恩·威尔莫特及其同事报道多莉诞生的第一只哺乳动物体细胞克隆产生的乳腺上皮细胞（威尔莫特等人，1997）。
在这些成功的体细胞克隆显示出，即使是分化的细胞中含有的所有的发展所需要的整个生物体的遗传信息，而卵母细胞包含体细胞核重新编程的因素，可以。
2001年，田田隆的研究小组发现，胚胎干细胞也含有因素，可以重编程体细胞（田田等人，2001）。
第二个流是“大师”的转录因子的发现。
在1987年，果蝇的转录因子，触角，异位表达时（Schneuwly等人，1987）表明，诱导形成的腿代替触角。
在同一年，哺乳动物转录因子，调节因子MyoD ，显示转换成纤维细胞，成肌细胞（Davis等人，1987）。
这些结果导致“主调节器，”一个给定的血统的命运决定和诱导的转录因子的概念。
许多研究人员开始寻找各种谱系单主监管。
尝试失败，也有少数例外（Yamanaka和布劳，2010）。
第三，同样重要的是，流是涉及胚胎干细胞的研究。
细胞周期调控与干细胞研究的前沿进展
细胞周期调控与干细胞研究的前沿进展在生命的微观世界里，细胞周期调控和干细胞研究犹如两颗璀璨的明星，吸引着众多科学家的目光。
细胞周期调控如同一个精密的指挥家，掌控着细胞生长、分裂和死亡的节奏；而干细胞则像是充满无限可能的魔法种子，具有分化为各种类型细胞的潜力。
这两个领域的研究不仅加深了我们对生命本质的理解，也为疾病治疗和再生医学带来了前所未有的希望。
细胞周期是指细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束所经历的过程，它包括 G1 期（间期前期）、S 期（DNA 合成期）、G2 期（间期后期）和 M 期（分裂期）。
在这个过程中，一系列的细胞周期调控因子发挥着关键作用。
其中，细胞周期蛋白（Cyclins）和细胞周期蛋白依赖性激酶（CDKs）组成的复合物是细胞周期进程的核心调控者。
Cyclins 的浓度在细胞周期中呈周期性变化，它们与相应的 CDKs 结合，激活 CDKs 的激酶活性，从而推动细胞周期的进展。
例如，在 G1 期，Cyclin D 与 CDK4/6 结合，促进细胞通过 G1 检查点，进入 S 期；而在 G2 期，Cyclin B 与 CDK1 结合，启动细胞进入 M 期。
除了Cyclins 和 CDKs，细胞周期检查点也是细胞周期调控的重要机制。
细胞周期检查点能够感知细胞内和细胞外的信号，如 DNA 损伤、营养缺乏等，从而决定细胞是否继续进行分裂或暂停分裂以进行修复。
干细胞是一类具有自我更新和多向分化潜能的细胞。
根据其分化能力的不同，可以分为全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。
全能干细胞具有发育成完整个体的潜能，如受精卵和早期胚胎细胞；多能干细胞可以分化为多种组织细胞，但不能发育成个体，如胚胎干细胞；单能干细胞则只能分化为一种或少数几种特定类型的细胞，如造血干细胞、神经干细胞等。
干细胞的自我更新和分化受到多种因素的调控。
细胞外信号分子，如生长因子、细胞因子等，通过与干细胞表面的受体结合，激活细胞内的信号通路，从而影响干细胞的命运。
诱导性多潜能干细胞技术进展
诱 导性 多潜 能 干 细 胞 技 术 进 展
陈秋 雷 陈 ， 彤 姜 ， 桦
（．复旦 大学 附属华 山医 院血 液科 ， 海 ２０４ ；．复旦 大学 附属妇 产科 医院 ，上海 ２０ １） １ 上 ００ ０２ ００ １
摘 要： 诱导性 多潜能干 细胞 （ｎ ｕｅ ｌｒ ｏｅｔ ｔ ｃｉ ，Ｐ Ｃ ） ｉ ｃｄｐ ｉ ｔｎ ｓ ｍ ｅ ｓ ｉＳ ｓ 可以通 过在分化 的成纤 维细胞 中导入特 定的转 ｄ ｕｐ ｅ ｌ
ｐ ｏ ｒ ｓ ｎ ｆ ｃ ｅ ｃ ｍ ｐ ｏ ｉ ｒ ｇ ｅ ｓ ｉ ｅｆ ｉ ｎ ｙ ｉ ｒ ｖｎｇ，ｇ ｎ ｒ ｔｏ ｆｔａ ｇ ｎ ｉ ｅ ｔ ｒｆｅ ＰＳ ｃ ｌｓ ａ ｄ ｐ ｔ ｔｓ ｅ ｉ ｃ ｉ ｅｌ ｓ ｂ ｅ ｙ ｒ ｖｅ ｄ． ｉ ｅ ｅ ａ ｉｎ ｏ ｒ ｎｓ ｅ ｅ ｃ ｖ ｃ ｏ －ｒ ｅ ｉ ｅｌ ｎ ａｉ ｐ ｃｆ ＰＳ ｃ ｌｓｗａ ｒ ｆ ｅ ｉｗｅ ｅｎ ｉ ｉ ｌ
录因子获得。ＩＳ细胞与胚胎干细胞 （ｍｂ ｏｉ ｓ ｍ ｃｌ Ｅ Ｃ ） Ｐ ｅ ｒ ｎ ｔ ｅ ， Ｓ ｓ 在形 态， 殖能力 ， 因表达 谱和 畸胎瘤 形成上没 ｙ ｃ ｅ ｌ 增 基
有 区别 ， 因此在研 究疾病机制 ， 药物 筛选和毒 理 学上有 重要 的应 用价值 。一旦 解决 了安全性 和效 率问题 ， Ｓ细胞 ｉ Ｐ 将在再 生 医学上有重要 的应 用价值 。主要从提 高转化效率 、 制备 无遗传修饰 的 ｉｓ细胞 和疾病特 异性 的 ｉＳ细胞 Ｐ Ｐ 这 ３个近 来在 ｉＳ领域 飞速进展 的方 向做一综述 。 Ｐ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ｙ ｒ ｓ：ｅ ｒ ｏ ｉ ｓｅ ｃ ｌ ；ｉ ；ｉｄ ｃ ｄ ｐ ｕ ｉ ｏ ｅ ｔｓｅ ｅｌ ；ｎ ｅ ｅ ｉ ｄｆ ａ ｉｎ ｍｂ ｙ ｎ ｃ ｔ ｍ ｅｌ ＰＳ ｎ ｕ ｅ ｌ ｒ ｔ ｎ ｔ ｍ ｃ ｌ ｓ ｐ ｓ ｏ ｇ ｎ ｔ ｍｏ ｉ ｃ ｔ ｃ ｉ ｏ
诱导多能性干细胞重编程方法及应用研究进展
诱导多能干细胞（iPSCs）是细胞重编程技术的一个重要应用领域。iPSCs是 通过反向工程的方式，将成熟细胞通过基因重组技术诱导回原始胚胎干细胞状态 的一种新型细胞。这种细胞具有类似于胚胎干细胞的多分化潜能，可以分化为各 种类型的细胞，因此被广泛应用于基础研究、药物筛选、再生医学等领域。
在医学领域，细胞重编程技术的应用前景十分广阔。首先，细胞重编程技术 在再生医学中发挥重要作用，通过将患者的体细胞重编程为iPSCs，可以获得与 患者基因型相匹配的、具有自体性质的细胞，用于替代损伤或病变的组织器官。 此外，细胞重编程技术在基因治疗和疾病研究方面也具有巨大的潜力。
展望未来，细胞重编程技术将在多个方向上持续发展。首先，对于细胞重编 程机制的研究将更加深入，有望为技术的进一步优化提供理论支持。其次，随着 基因编辑技术的发展，直接重编程和间接重编程技术有望实现更加高效和精确的 细胞类型转化。此外，通过结合生物信息学等技术，细胞重编程技术有望实现自 动化和个性化的发展。
三、关键技术探讨
1、基因编辑：基因编辑技术如CRISPR-Cas9等在iPSCs重编程中发挥了重要 作用。通过精准地编辑基因组，可以实现对特定基因的表达调控，进而提高重编 程效率。
2、体外培养：体外培养技术是实现iPSCs重编程的重要条件。优化培养体系、 制定适当的细胞生长条件，有助于提高重编程细胞的生存率和稳定性。
例如，通过将患者的体细胞直接重编程为特定类型的细胞，可以模拟疾病的 发生和发展过程，从而深入了解疾病的发病机制；同时，通过细胞重编程技术， 可以将患者的体细胞转化为具有正常功能的细胞类型，用于基因治疗和疾病治疗。
然而，尽管细胞重编程技术具有巨大的应用潜力，但目前仍存在一些问题和 挑战。首先，关于细胞重编程的机制尚不完全清楚，对技术的进一步优化和改进 仍需深入探讨。其次，细胞重编程过程中可能伴随一些潜在的风险和并发症，如 细胞恶变、基因组不稳定等，需要加强安全性评估和管理。此外，虽然iPSCs在 许多领域显示出巨大的潜力，但其异质性和致瘤性等问题仍需深入研究。
诱导性多能干细胞的研究进展和前景展望
用于生物生长发育机制 的研 究、 药物筛选 、 基因治
疗 等领 域 。因核移 植技术 以及 提取 胚胎 干细 胞面 临 着材料不易获取 、 免 疫排 斥 和 伦 理 学 争 议 ， 其研 究 发 展 受 限 。 诱 导 性 多 能 干 细 胞 （ ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ
影响［ Ｊ ］ ． 辽 宁 中医 杂 志 ， ２ ０ １ ２ ， ３ ９ （ ４ ） ： ６ ３ ６ ． ６ ３ ８ ．
［ ２ ３ ］ 简月奎， 罗阳， 田晓滨， 等． 改 良法制备异种脱蛋 白骨体 内 植入修 复骨缺损 的免疫学分 析【 Ｊ ］ ． 中 国组 织工程研 究与 临床康复， ２ ０ １ ０ ， １ ４ （ ４ ２ ） ： ７ ８ ０ ２ — ７ ８ ０ ６ ．
Ｐ ｌ ｕ ｒ ｉ ｐ ｏ ｔ ｅ ｎ ｔ ｓ ｔ ｅ ｍ ｃ ｅ ｌ Ｉ ｓ ， ｉ Ｐ Ｓ Ｃ ） 是 将 影 响 全 能 性
的 外源 转 录 因子 基 因 导入 分 化 的体 细 胞 诱 导 其 重 编程 成 为 类 似 于 胚 胎 干 细 胞 （ Ｅ ｍ ｂ ｒ ｙ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ ｔ ｅ ｍ ｃ ｅ ｌ １ Ｓ ， Ｅ Ｓ Ｃ ） 的多能干 细胞 。 ｉ Ｐ Ｓ Ｃ制备 技术 不需 要胚
的体 细胞成 功 诱导为 ｉ Ｐ Ｓ Ｃ 。 对 于小 分子 化合物 的研
２ ０ ０ ６年 ， Ｔ ａ ｋ ａ ｈ ａ ｓ ｈ ｉ 等Ⅱ 将２ ４种 与 全 能性 相关 的转 录 因子排 列 组 合 ， 利 用 逆转 录 病 毒载 体 导入 小
鼠成 纤 维 细 胞 ， 并通过 Ｆ ｂ ｘ ｌ ５报 告 基 因 （ 细 胞 多 能
干细胞研究进展
干细胞研究进展干细胞是一类拥有自我复制和分化能力的细胞，能够分化成各种不同类型的细胞，包括神经细胞、心脏细胞和肌肉细胞等。
干细胞研究一直以来都备受科学界和医学界的关注，因为他们被认为具有巨大的潜力来治疗一系列疾病，并为组织和器官再生提供可能性。
随着科学技术的进步，干细胞研究也在不断取得新的突破和进展。
一、胚胎干细胞研究胚胎干细胞是最早被发现并引起广泛关注的一类干细胞。
它们来源于早期发育阶段的胚胎，并具有极强的分化潜能。
胚胎干细胞可以通过体外培养维持其增殖和自我更新的能力，同时也可以进一步诱导分化为各种细胞类型。
这种细胞具备了重建组织和器官的潜力，因此在再生医学中具有重要的应用前景。
然而，由于胚胎干细胞的获取涉及到胚胎的破坏，引发了伦理和道德上的争议。
这一问题导致了相关研究在一定程度上的限制。
因此，随着时间的推移，科学家们开始寻找其他来源的干细胞以绕开这一争议。
二、诱导多能干细胞的发现在2006年，日本科学家山中伴行发表了一项重大突破性发现，即通过重新编程成熟的体细胞，可以使其重新获得干细胞的特性。
这种干细胞被称为诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSCs）。
通过转录因子的重编程，研究人员可以将皮肤细胞等成熟组织细胞重新转化为具有干细胞特性的细胞。
这一发现极大地推动了干细胞研究的发展。
相比于胚胎干细胞，诱导多能干细胞的获取更加容易和无争议，也为干细胞研究提供了更多的实践和应用空间。
三、干细胞在疾病治疗中的应用干细胞研究的另一个重要方向是其在疾病治疗中的应用。
干细胞可以被诱导分化为多种细胞类型，这为疾病治疗提供了新的途径。
1. 神经系统疾病治疗：干细胞可以分化为神经细胞，因此在治疗中枢神经系统疾病方面具有潜力。
例如，在帕金森病治疗中，干细胞可以被诱导分化为多巴胺神经元，以替代受损的神经元。
2. 心脏病治疗：研究人员已经成功地将干细胞用于心脏病的治疗。
干细胞可以分化为心肌细胞，用于修复受损的心脏组织，促进心脏功能的恢复。
关于诱导性多能干细胞
诱导性多能干细胞【关键词】干细胞; 细胞分化; 转录因子诱导性多能干细胞（induced pluripotent stem cells, iPS）是通过基因转染技术(gene transfection)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（embryonic stem cell, ES）细胞样的多潜能细胞。
iPS细胞不仅在细胞形态、生长特性、干细胞标志物表达等方面与ES细胞非常相似, 而且在DNA甲基化方式、基因表达谱、染色质状态、形成嵌合体动物等方面也与ES细胞几乎完全相同。
iPS细胞的研究受到人们广泛的关注, 是目前细胞生物学和分子生物学领域的研究热点。
iPS细胞技术诞生还不到2年, 却为干细胞的基础研究和临床疾病治疗研究带来了前所未有的希望, iPS细胞技术的出现使人们从ES细胞和治疗性克隆等激烈的伦理学争论中解脱出来。
但是, 目前制备iPS细胞的方法在安全性方面还存在一定问题, 因此探索一种高效、安全的iPS细胞的制备方法显得十分必要。
1 iPS细胞的制备方法2006年T akahashi等［1］研究小组利用分别携带Oct4、Sox2、Myc和Klf4转录因子的4种逆转录病毒载体感染小鼠胚胎成纤维细胞(mouse embryonic fibroblasts, MEFs), 经过G418药物筛选成功获得第1批iPS细胞。
但是这批iPS细胞系中DNA甲基化的方式与自然存在的ES细胞不同, 而且这批iPS细胞不能形成畸胎瘤。
Okita等［2］研究小组报道了第2批iPS细胞的产生。
他们采用与制备首批iPS细胞相同的方法, 但是采用了不同的筛选基因。
第2批iPS细胞系DNA甲基化的方式与自然存在的ES细胞的甲基化方式相同, 并且能形成畸胎瘤。
2007年末, Takahashi和Yu等［3, 4］两研究小组分别在细胞和科学杂志上报道关于iPS研究里程碑的实验结果, 他们都成功获得了人的iPS细胞系。
发育生物学和干细胞研究的最新进展
发育生物学和干细胞研究的最新进展发育生物学和干细胞研究是两个十分重要的生物学分支，对于人类的健康和疾病的治疗都有着重要的意义。
随着科技的发展和技术的不断更新，这两个领域中也不断出现了新的进展和发现。
1. 发育生物学的最新进展发育生物学是研究生命体系在进化过程中如何从单一的受精卵发展到多细胞有机体的学科，它探讨了胚胎发育的所有方面，包括细胞分化、器官形成等。
近年来，随着单细胞测序技术的不断发展，发育生物学研究得到了前所未有的进步。
以下是其中几个重要进展：单细胞细胞学单细胞细胞学是指利用现代精细的分析技术，对单个细胞进行分析以从中获得有关其生物学功能和状态的信息。
这种技术已用于研究大量的生物过程，其中包括因细胞发育而发生的基因表达变化。
目前，单细胞细胞学已成为研究发育生物学中分化过程的重要工具，并为我们理解细胞和器官形成提供了新的洞见。
基因编辑技术基因编辑技术是指通过直接修改基因序列来实现修改、删除或插入基因的技术。
CRISPR/Cas9是目前最先进和流行的基因编辑技术之一。
这种技术可用于研究和治疗一些遗传疾病，以及探索发育生物学的某些方面。
例如，CRISPR/Cas9可用于在实验室中编辑胚胎的基因，以研究基因在胚胎发育过程中的作用。
人工合成胚胎近年来，研究人员成功地通过将人工合成的细胞进行移植，发展出了一种新的胚胎学研究方式。
这种技术可用于研究基因和发育机制，在发现某些原因导致不孕或其他人类健康问题的背景下进行实验。
由于使用的是人工合成的细胞，因此，这种方法缓解了胚胎研究中有关伦理问题的担忧。
2. 干细胞研究的最新进展干细胞是生物体内可以分化成其他类型细胞的细胞类型，因此被广泛用于医学研究和治疗。
随着干细胞研究的深入，这种细胞的使用范围也越来越广泛。
诱导多能干细胞技术诱导多能干细胞技术（iPS）是指将成年细胞转化成类似于干细胞的细胞，该技术依赖于一组特殊的基因。
这种技术有助于研究某些疾病的治疗和预防，还可以用于细胞和组织再生，有望实现器官再生和治疗疾病的终极目标。
诱导性多能干细胞的研究进展
资料显 示 ： 用 高通 量 检 测 手段 ， ｉＳ ｓ 人 Ｅ 利 对 ＰＣ、 ｓ细
胞以及 成纤维 细胞 的 ｍＲ Ａ表达 谱 、 Ｒ Ａ表达谱 、 Ｎ ｍｉＮ
Ｈ ３甲基化 谱 、 因组稳定 性等等 进行 了 比较 ， 基 结果 发 现 ｉＳ ｓ Ｐ Ｃ 与人 Ｅ Ｃ在 ｍＲ Ａ表 达水 平存在 显著差异 ， Ｓ Ｎ
因子导 人 已分化 的小 鼠皮 肤 成 纤 维 细胞 ， 而 获 得 进 了类似 于 Ｅ Ｓ细胞 的多能 性干细胞 ， 一研究 明确 地 这
证实 了分化的细胞 可 以通 过 少数 几 个 因子 的外 源 导 人而被 重编程到具有 多 能性 的状 态 。２ ０ ０ ７年 ， ａ ａ Ｔ ｋ． ｈｓｉ Ｙ ａｈ 和 ｕ等 ’ 别 报 道 了成 功 获 得 人 的 ｉＳ ｓ 分 Ｐ Ｃ 系 。此 后 ， 相继有 多个研究 小组分别 将小 鼠肝细胞 和
三 、 Ｓ ｓ 人 类 疾 病 中 的 应 用 ｉ Ｃ在 Ｐ
实验鼠的四倍 体互 补试 验 则证 明 了 ｉＳ ｓ 备 和 Ｅ ＰＣ 具 ｓ
同样 的发育潜 能 。因此 ｉＳ ｓ Ｐ Ｃ 在细胞 形态 、 长 生 特性 、 干细胞标志 物表达 等方 面与 Ｅ Ｓ细胞非 常相 似 ， 形成嵌合体动物方面也与 Ｅ ｓ细胞几乎完全相 同。
・
医学 嗣 沿 ・
诱导 性 多能干 细 胞 的研究 进 展
刘 雪霞 诱 导 性 多 能 干 细 胞 （ｎ ｕ ｅ ｕｉｏ ｎ ｔ ｉｄ ｃｄ Ｐ ｌ ｐｔ ｔｓ ｍ ｒ ｅ ｅ ｃｌ ， Ｓ ｓ 是 通过基 因转染 技 术将某 些 转 录 因子导 ｅ ｓｉ Ｃ ） ｌ Ｐ 李建远
的光芒 时 ， 威斯 康星大 学张素 春教授 研究发 现 ， ． ｉ Ｐ Ｓｓ Ｃ 即便 是那 些不用 导人外 源基 因诱 导 的 ｉＳ ｓ Ｐ Ｃ 比对
诱导多能干细胞研究进展概述
诱导多能干细胞研究进展概述多能干细胞研究是现代生物学领域的重要研究方向之一、多能干细胞，又被称为胚胎干细胞（Embryonic Stem Cells, ESCs），是具有自我更新能力和向所有体细胞类型分化潜能的细胞。
细胞分化是胚胎发育和成体维持的基础，而多能干细胞研究的目标就是揭示胚胎发育和分化的机制，并为再生医学和组织工程等应用提供理论基础和实际应用。
早在1981年，美国生理学家埃文斯托夫·马丁尼斯-迈力斯在小鼠中首次成功分离出多能干细胞，标志着多能干细胞研究的开端。
之后的几十年里，研究人员不断改进和发展细胞培养技术，以提高细胞培养的成功率和稳定性。
这些努力逐渐使得多能干细胞的分离和培养成为可能，并使得多能干细胞的研究进入了实验室阶段。
随着诱导多能干细胞技术的不断完善，越来越多的研究在多能干细胞领域取得了重要进展。
研究人员通过诱导多能干细胞技术，成功地实现了多能干细胞的定向分化，即将多能干细胞分化为各种特定功能的细胞类型，如心脏细胞、神经细胞和肝细胞等。
这些研究为再生医学、组织修复和疾病治疗等领域的应用提供了实质性的支持。
此外，诱导多能干细胞技术还为疾病的研究和治疗提供了新的途径。
利用诱导多能干细胞技术，研究人员可以将病人的成体细胞重编程为多能干细胞，再通过定向分化得到疾病相关的细胞。
这样一来，研究人员可以在实验室中研究疾病的发生机制，并寻找相应的治疗方法。
这使得疾病研究和治疗进入了一个全新的阶段。
总的来说，诱导多能干细胞研究在过去几十年里取得了巨大的进展。
该领域的研究不仅为我们揭示了胚胎发育和细胞分化的机制，也为再生医学、组织工程和疾病研究等领域提供了重要的理论和实践基础。
随着技术的不断发展和突破，诱导多能干细胞研究将继续为生命科学的进展和人类健康的改善做出重要贡献。
诱导性多能干细胞研究进展
将原 癌 基 因 Ｃ—Ｍｙ ｃ移 除 也 可 以 得 到 类 似 结 果 。 。
美 国 和 德 国 的科 学 家 将 病 毒 转 导 Ｏ ｔ Ｋｆ 用 Ｇ ａ ｃ／ ｌ ４ ４并 ９ 组 蛋 白 甲基 转 移 酶 的抑 制 剂 ＢＸ 一 １９ （ Ｉ 诱 导 Ｉ ０ ２ ４ ＢＸ）
鼠神经前体 细胞 （ Ｐ 产生 ｉＳｃｌ， Ｎ Ｃ） Ｐ ｅ 重编程效 率与 ４ ｌ 种 因子联合 转导相 比得到 了提高 。
目前科学家已摸索出一些方法来提高 ｉＳ Ｐ 细胞的表达 。 １组 合不 同转 录 凶子 ： ． 肖磊 的研 究 团 队研 究 发
现 ， 因 子 （Ｏ ｔ Ｓ ｘ ｃ — Ｍｙ ， Ｋ ｆ Ｎ ｎ ｇ 和 ６ ｃ４， ｏ２， ｃ ｌ ４， ａ ｏ
人类 胎 儿 的纤 维 母 细胞 ， 功 地制 造 出 ｉＳ细胞 ， 成 Ｐ 与 使用 病毒研 制 的比较 ， 效率 高逾 ２ ５倍 。
Ｌｎ ８ 联 合 产 生 ｉＳ 细 胞 的 效 率 比 ４ 因 子 提 高 １ ｉ ） ２ Ｐ ０
倍， 并且 产生 ｉＳ克 隆的时 间缩 短 了一 半 。 Ｐ 。北 京大
学 邓 宏 魁 领 导 的 小 组 利 用 ４个 因 子 （ ｃ Ｓｘ ， Ｏ ｔ ｏ２ ｃ— ４，
Ｍｙ ，Ｋｆ） ｃ ｌ 诱导 产 生 ｉＳ细 胞 ， 究 发 现 ｐ ３ ｓ Ｎ ４ Ｐ 研 ５ ｉ Ａ Ｒ 和 ＵＦ Ｔ １可以使 ｉＳ细 胞产 生 的效 率 提 高百 倍 ， Ｐ 即使
功地利 用重组 蛋 白诱 导体 细 胞生 成 多能 干细 胞 。研 究人员 利用 ４个转 录 因子 的蛋 白将 鼠胚胎 成纤 维 细
胞 诱 导 产 生 ｉＳ细 胞 ， 而 形 成 胚 胎 体 （ Ｂ ， 些 细 Ｐ 从 Ｅ ）这
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诱导多功能干细胞问题的研究进展基科33 阮志远2013012342前言：干细胞是一类具有自我更新能力、多向分化潜能的未分化成熟的细胞[1]。
干细胞的这两个特性使得其在临床上有广泛的应用前景。
研究表明，胚胎干细胞在治疗脊髓损伤、糖尿病、镰刀形贫血症等一系列疾病有重要的应用价值。
然而，由于胚胎干细胞移植存在技术、伦理、免疫排斥等诸多限制，有关胚胎干细胞的研究及应用受到较大管制。
因此，寻找一类与胚胎干细胞具有类似功能的细胞成了干细胞领域的一个重要研究方向。
科学家们经过长期的研究发现，通过特定条件可以将成熟体细胞逆分化成具有再分化潜能的干细胞，即诱导多功能干细胞（IPSCs）.毫无疑问，这项技术的实现使得干细胞医学应用焕发了新气象。
下面就IPCS技术的最新发展及应用进行综述。
1.IPSCs的研究背景研究表明，胚胎干细胞在细胞替代，组织修复，器官再生，基因治疗等多个方面有广泛的应用，但由于胚胎干细胞的的研究存有诸多限制，研究者们把目光聚集在了能否实现细胞逆转而使细胞具有干细胞的某些特性。
自1952年Briggs和King率先成功培育出囊胚细胞核与去核卵母细胞融合而成的克隆胚胎以来，经过半个多世纪的探索，科学家们已经充分证明已分化的细胞的可逆转性。
然而，传统的体细胞重编程技术，如体细胞核移植存在着效率低下及不可避免的伦理问题，寻找新型的技术对于研究者们而言势在必行。
随后，一种以转化因子直接对细胞核的重编程（通过这种方法获得的干细胞即为IPSCs）开始进入研究者们的视野并逐渐成为研究热点。
2. IPSCs的研究进展2.1. IPSCs的研究过程（以Yamanaka的工作为例）[2]首先，通过筛选，Yamanaka小组将目光投向24种特异性基因，并进行相应的检测。
接着，Yamanaka小组设计了在小鼠Fbx15基因处插入一段βgeo基因卡带（该基因的表达能对G418产生抗性），而Fbx15在胚胎干细胞当中才能表达的特性使得只有成功诱导的细胞才能G418(一种新霉素类似物)的培养基具备抗性，未诱导成功的体细胞因无法再G418培养基上生存从而被淘汰。
然后，按照这种筛选方式，Yamanaka小组将24种候选因子通过逆转录病毒转入小鼠的MEF上并进行检测。
通过依次剔除一个候选因子来检测剩余因子能否继续维持细胞抗性来确定该因子是否为诱导必需因子的方法，最终，Yamanaka小组确定了诱导MEF重编程的“必需转化因子”组合，即Oct3/4、Klf4、Sox2和c-Myc。
紧接着，Yamanaka小组对G418培养基上的抗性细胞群进行干细胞特性的验证。
他们利用了RT-PCR、染色质免疫共沉淀技术、端粒酶活性测定、DNA芯片、诱导畸胎瘤形成等多种方法发现[3]，IPSCs在细胞外型和生长特征上面与ESC非常相似，基因表达谱也高度类似，除了少量基因表达的差异。
和ESC相同，IPSCs一样也具有分化成早期胚胎三个胚层的能力，也能产生嵌合体小鼠并产生生殖细胞。
同时，两者在基因组水平的甲基化程度也是相同的。
至此，IPSCs正式诞生。
2.2.IPSCs的最新发展：近几年来，关于IPSCs的研究呈现出蓬勃生长的发展趋势，各类相关研究接踵而至，更有甚者取得了突破性的进展[1]。
①物种选择：由最初Yamanaka所做的小鼠和人的基础之上，研究者们又做了关于猪、恒河猴、大鼠的IPCSs，不过很多还未形成嵌合体。
②细胞种类：被用于重编程的研究的供体细胞有成纤维细胞、肾上腺细胞、肌细胞、造血系细胞、肠上皮细胞等。
由此可见，用于诱导形成IPSCs的细胞种类繁多。
但最近日本东北大学教授出泽真理提出，只有皮肤细胞内的特定细胞才可发育为IPS细胞。
他的研究小组发现，如果只提取“Muse细胞”（存在于人体皮肤的纤维母细胞中）将其置于IPCSs培养基上，能获得比传统方法更多的IPCSs细胞，但如果使用纤维母细胞中的其他细胞，却完全没有得到IPCSs细胞。
基于这个实验事实，他们假设能够成为IPCSs的供体细胞可能就是存在于特定皮肤组织中的一种干细胞，也就是他们宣称的新型干细胞“Muse”细胞。
③因子导入途径：基因导入的方式按照转入因子是否与宿主基因整合重组大致可以分为两种：整合型与非整合型[4]。
早期使用的包括逆转录病毒、慢病毒在内的一系列病毒载体将外源基因序列随机整合到基因组中，存在诱发肿瘤和宿主细胞基因表达异常的风险。
虽然后来有科学家使用转座子技术[5]（该序列在接入转化因子以后形成重组转位子插入细胞染色体以后通过转位子酶的瞬时表达而将先前导入基因切除）可以有效避免载体本身的基因对宿主基因的侵染，但依旧无法解决整合对宿主细胞带来不可控的影响。
随后，各国科学家们陆续报道了非整合型载体介导的方法，如微环、附加体、质粒和蛋白质[6]等（非整合型载体的成功诱导表明外源基因只是重编程的启动因子，无需持续组成性表达）。
④转化因子种类优化：最初，Yamanaka将四种转化因子，即Oct3/4、Klf4、Sox2和c-Myc导入到细胞中。
后来，科学家们发现，c-Myc存在潜在的致癌作用，为了解决这一问题，Nakagawa小组和Wernig小组仅用Oct3/4、Klf4、Sox2三种基因作为诱导因子并成功诱导鼠和人成纤维细胞为IPCSs。
之后科学家们又证实了仅用Oct3/4足以将神经干细胞重编程为IPCSs。
研究人员发现，这些诱导因子对于调控细胞周期和细胞命运方面有着重大影响，因而从这个视角出发人们又发现了一系列新型的转化因子：如Lin28和miRNA[7]。
⑤诱导效率的提高：由于诱导过程中涉及了大量的信号调控网络，因此为了能够提高诱导效率，在诱导过程中尽量避开抑制细胞增殖而走向分化或者凋亡的通路（如抑癌基因p53及其引发的一系列下游通路、TGF-β通路），并寻找促使细胞向IPCSs过渡的信号通路（如影响体轴发育和形态发生的Wnt通路以及细胞极性发育的Hedgehog通路）是非常有必要的。
而最近报道科学家们通过阻断p53信号通路可将IPSCs的转化率提高百倍[8]的实验事实更是对这一说法的肯定。
研究人员通过实验发现Lin28在调控信号通路方面，有着极大的作用。
一方面，Lin28通过与类let-7家族的miRNA的前体发生反应，抑制了类let-7对Wnt/Hedgehog通路的调控作用，使得这两个通路发生异常而产生相反的效果——作为细胞增殖的动力影响IPCSs内增殖；另一方面，Lin28可以抑制p53的表达，从而解开细胞中对于增殖的抑制作用。
除此之外，研究人员还发现维生素C能够阻断BMP信号通路[9]（H3K9的甲基化使得Oct3/4结合位点受到抑制）使得IPCSs前体转化成IPCSs，Wnt3a能够增强Wnt信号通路从而提高诱导效率。
3.IPCSs技术研究面临的挑战IPCSs仍需克服的困难主要集中在三个方面：低效性、致癌性、细胞多能性。
传统的IPCSs技术采用整合病毒的方式导入因子，然而，这两种病毒自身的基因在转入过程中也有可能与宿主细胞发生整合导致宿主细胞的染色体重组、DNA突变而使某些基因异常表达或者不能表达。
一些致癌基因的插入可能会导致宿主细胞上的原癌基因被激活从而使整合细胞朝着肿瘤细胞方向发展。
而非整合导入形式虽然减少了致癌的风险，但是诱导效率却大幅度下降。
虽然也有直接转入经转化因子修饰过的mRNA的方式，其诱导效率相对较高，但是mRNA的修饰技术难度较高且实验工序复杂，难以推广应用。
另外，也有研究人员指出，诱导多动能干细胞的分化发育能力低于胚胎干细胞，IPSCs细胞不能完全表达胚胎干细胞的生物学特性。
由此看出，进一步研究重编程的作用机制，了解IPCSs再分化过程中的基因表达依旧是一个重要课题。
4. IPCSs技术的应用前景IPSCs摆脱了体外核移植和细胞融合的技术难度束缚，打开了长期以来胚胎干细胞技术应用的伦理禁锢，选择了一条以特定转化因子组合的诱导来实现干细胞的再生，从而开创了医学和生物学领域的新时代。
IPSCs以其独有的细胞特性而被多个领域重视，比如肿瘤研究、疾病模型、药物测试、再生医学等。
肿瘤研究[10]：IPSCs技术的发展为人类肿瘤研究与治疗开启了新思路：基础研究方面，IPSCs细胞技术为研究人肿瘤细胞重编程提供了强有力的体外研究体系，此类研究对于解释肿瘤发生机制无疑具有重大意义；临床治疗方面，笔者认为，如果能将肿瘤细胞逆转化为IPCSs细胞，同时又保持肿瘤细胞的不断增长特性用以修复被肿瘤所破坏的组织，那么肿瘤治疗将向前迈了一大步。
遗传性疾病治疗：利用基因打靶技术将患者的成纤维细胞纠正基因错乱之后重编程IPCSs细胞，接着将其诱导分化成表现正常的髓细胞和造血干细胞，从而用来进行个性化疾病治疗。
疾病模型[11]：在IPSCs细胞的诞生之前，再生医学的研究者们主要是利用在体外建立疾病特异的胚胎干细胞群[12]。
但是由于这种方法只能通过早期诊断筛查的办法得到一些常见的单基因突变的ESC，而且利用胚胎进行疾病机制研究有极大的伦理问题因而受到严格的管制，无法进行广泛应用。
无疑IPSCs的诞生给疾病模型的建立提供一个便利的途径：通过分离患者身上的皮肤细胞并诱导成IPSCs，从而建立起相应的疾病模型来进行疾病作用机制和药物测试等多方面问题的研究。
目前，科学家们已经成功建立了多种具有明确遗传背景的IPSCs疾病模型。
药物测试：目前药物测试主要通过实验动物或癌细胞系进行检测，但毕竟动物的病理及药物疗效相较于人而言还是有较大的差别，因此人IPSCs细胞及其在体外定向分化的功能细胞显然为药物在细胞水平上的测试提供了更理想的模型。
总之，随着科学家们对IPSCs进一步深入的了解，相信在不久的将来，IPSCs对科研以及临床实践方面的应用将会发挥更大的作用，为人类的健康事业做出卓越的贡献。
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