IPS细胞

• 在实际应用方面，iPS细胞的获得方法相对简单和 稳定，不需要使用卵细胞或者胚胎。这在技术上 和伦理上都比其他方法更有优势，iPS细胞的建立 进一步拉近了干细胞和临床疾病治疗的距离，iPS 细胞在细胞替代性治疗以及发病机理的研究、新 药筛选方面具有巨大的潜在价值。 • 此外，iPS细胞在神经系统疾病、心血管疾病等方 面的作用也日益呈现，iPS细胞在体外已成功地被 分化为神经元细胞、神经胶质细胞、心血管细胞 和原始生殖细胞等。在临床疾病治疗中具有巨大 应用介值。[1]
ips细胞 - 研究历程
日本
• 2006年日本京都大学山中伸弥（Shinya Yamanaka）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这四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11月，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Klf4四种因子组合，而Thompson实验室采用了以慢病毒载体 引入Oct4、Sox2加Nanog和LIN28这种因子组合。 • 这些研究成果被美国《科学》杂志列为2007年十大科技突破中的第二 位。
• 根据iPS细胞在短时间内取得的一系列突破，可以 预见，iPS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： • （1）研究iPS细胞自我复制、增殖和分化等的调 控机制及iPS细胞体外定向诱导分化机制； • （2）充分评价iPS细胞临床应用的安全性； • （3）建立无遗传修饰的iPS细胞制备方法（ 如仅 利用蛋白或小分子化合物即将人的细胞重编程为 iPS细胞）。
ips细胞 - 相关研究
• 2012年10月8日，瑞典卡洛琳斯卡医学院宣布，将今年的 诺贝尔医学生理学奖授予日本京都大学教授山中伸弥和英 国发育生物学家剑桥大学博士约翰· 戈登。 获奖成果为山中教授从皮肤细胞等体细胞中培育出了“诱 导多能干细胞induced pluripotent stem cells”，即iPS细胞。 iPS细胞能培养出各种细胞，因此山中教授的发明为再生 医疗开辟了一条崭新的道路。
中国
• 2009年，中国科学家于2008年11月利用iPS细胞 培育出小鼠—“小小”。 • 中国科学院动物研究所周琪研究员和上海交通大 学医学院曾凡一研究员领导的研究组合作完成的 工作表明，利用iPS细胞能够得到成活的具有繁殖 能力的小鼠，从面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。
ips细胞 - 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。
利有iPS技术可以用病人自己的体细胞制备 专有的干细胞，所以不会有免疫排斥的问 题
ips细胞 - 缺点
• 添加四个“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。
IPS细胞
iPS细胞是通过基因转染技术（gene transfection）将某些转录因子导入动物或入的 体细胞，使体细胞直接重构成为胚胎干细胞 （embryonic stemcell,ESC）细胞样的多潜能 细胞。
ips细胞 - 基本简介
• iPS细胞是将一些多能遗传基因导入皮肤等细胞中 制造而成。让普通体细胞“初始化”，使其具备 干细胞功能，这就是“iPS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（胚胎干细胞） 几乎完全相同。 • iPS细胞和ES细胞除了不能生成胚胎以外，可以 产生所有的细胞，如果用于医疗，那么理论上可 以治愈所有疾病——凡是不好的组织都去除，替 换为重新生长的正常组织。
ips细胞 - 应用
• iPS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。 • 在基础研究方面，它的出现，已经让人们对多能 性的调控机制有了突破性的新认识细胞重编程是 一个复杂的过程，除了受细胞内因子调控外，还 受到细胞外信号通路的调控。对于Oct4、Sox2和 Nanog等维持于细胞自我新能力的转录因子的研 究正在逐渐地展开；利用iPS细胞作为实验模型， 只操纵几个因子的表达，这更会大大加速对多能 性调控机理的深入研究。
美国
• 2008年，哈佛大学George Daley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，这些细胞将会在建产疾病模型、药物筛选等方 面发挥重要作用。 • 美国科学家还发现，iPS可在适当诱导条件下定向分化， 如变成血细胞，再用于治疗疾病。 • 哈佛大学另一家实验室则发现利用病毒将三种在细胞发育 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。
Hale Waihona Puke 山中教授在2006年8月公布了他的研究成果，他将4个基 因注入从老鼠尾巴中所提取的体细胞中，并成功地培养出 了iPS细胞。在2007年11月他宣布，这项实验在人体皮肤 细胞上也获得了成功[2] 。
ips细胞 - 展望
从iPS细胞发育而成的小鼠
• 由于iPS细胞自身的安全性问题，到2012为 止，iPS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 细胞，必须避免使用整合性病毒以及有致 癌性的外源基因。
ips细胞 - 制备
iPS细胞建立的过程
• 主要包括： • （1）分离和培养宿主细胞； • （2）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： • （3）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； • （4）出现ES样克隆后进行iPS细胞的鉴定（细胞 形态、表观遗传学、体外分化潜能等方面）。[1]
ips细胞 - 科学丑闻
• 2012年10月就iPS细胞（诱导多能干细胞） 制作心肌细胞移植给重症心脏病患者的研 究成果属于虚构一事，东京大学医院的特 任研究员森口尚史自己承认了造假的事实。 [3]