IPS细胞的研究课题

面临困难
这些研究人员警告说，用诱导性多能干细胞治疗人类疾 病仍然需要克服许多关键障碍。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。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。
2012年10月8日，瑞典卡洛琳斯卡医学院宣布，将
.
.Nat Commun：人iPS细胞和小鼠心脏人造人心脏组织 2013.08
Nat Commun：用人iPS细胞和小鼠心脏来人造人心脏组织 2013.08 PNAS：美用人体iPS细胞培育出人造血管 2013.07 Blood：iPS细胞试管内造出大量红细胞和血小板 2013.06 日本计划利用ips细胞批量生产止血剂 2013.06 日批准iPS细胞进行临床试验 2013.06 新技术使iPS细胞可用于治疗贫血 2013.04 PNAS：康九红等发现一新通路调节iPS细胞形成 2013.02 Cell Stem Cell：诱导多能干细胞构建癌症特异性T淋巴细胞 2013.01 iPS细胞：再生的希望与风险 2012.12 Nature Genetics:裴端卿研究组破解iPS细胞诱导重大“路障” 2012.12 Cell Res：体细胞重编程保护基因组稳定性改善iPS细胞质量 2012.11 PLoS ONE：iPS细胞来源的心血管祖细胞治疗心血管疾病 2012.11 Mol Med：利用诱导性多能干细胞改善盲鼠的视力 2012.10 PNAS：利用诱导性多能干细胞人工构建出软骨 2012.10 Nat Commun：新方法更高效地制造诱导性多能干细胞 2012.09 Stem Cells Dev：诱导性多能干细胞和癌细胞存在相似之处 2012.09 Cell Med：证实冻存液能够更好地维持诱导性多能干细胞活性 2012.09 Cell Stem Cell：Aurka-p53信号通路调控和诱导性多能干细胞 2012.08 Sci Transl Med：患者特异性iPS细胞ALS药物筛选现曙光 2012.08 Nature：日本将建立iPS细胞库 2012.08 Sci Transl Med：利用疾病来源iPS细胞研究帕金森氏病 2012.07 PNAS：日研究发现iPS细胞分化能力因人而异 2012.07 HMG：广州生物院诱导性多能干细胞探染色体非整倍体综合症 2012.05
白或小分子化合物即将人的细胞重编程为iPS干细胞）。
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
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。
研究历程:
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Байду номын сангаас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
能会遭受免疫系统排斥，即便是将细胞注入供体自身体内时。
免疫反应有可能会破坏移植物，导致治疗无效。这使得科学 界对于iPSCs实验性治疗的前景产生了质疑。
参考文献： 1． 山中伸弥 ．走向实用化的iPS细胞 ．北京东黄城根北街16号 ：科学出版社 ， 2012 ：64 ． 2． iPS细胞的制备及应用 ．丁香文档 [引用日期2012-10-12] ． 3． 日媒：山中伸弥获诺贝尔生理学或医学奖 ．人民网 [引用日期2012-10-12] ． 4． Nat Commun：新方法更高效地制造诱导性多能干细胞 ．生物谷 [引用日期
化，如变成血细胞，再用于治疗疾病。
2009年，中国科学家于2008年11月利用iPS 干细胞培育出小鼠—“小小”。
我国科学家利用iPS细胞（诱导性多能干细胞）培育出健 康小鼠的研究成果入选《时代周刊》2009年度十大医学突 破.
iPS干细胞建立的简单过程 iPS干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干细胞的鉴定（细胞形态、表 观遗传学、体外分化潜能等方面）。[1] （5）非致死性外界刺激（如物理压缩，去除细胞膜上细菌 毒素等，此方法于2014年发表于自然杂志
2012-010-7] ．
5． Nature：诱导干细胞的安全性得到提高 ．生物360 ．2013-01-11 [引用日期 2013-01-14] ． 6.Stadtfeld, M., Nagaya, M., Utikal, J., Weir, G. & Hochedlinger, K. Science published online, doi: 10.1126/science. 1162494 (25 September 2008). 7. Okita, K., Nakagawa, M., Hyenjong, H., Ichisaka, T. & Yamanaka, S. Science published online, doi: 10.1126/ science. 1164270 (9 October 2008). 8. Huangfu, D. et al. Nat Biotechnol. 26, 1269-1275 (2008).
研发。
科学丑闻 2012年10月就iPS干细胞（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。
由于iPS干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： （1）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； （2）充分评价iPS干细胞临床应用的安全性； （3）建立无遗传修饰的iPS干细胞制备方法（ 如仅利用蛋
图1：三种诱导产生iPS细胞方法的图示。（a-c）比较逆转录法（a）、 非整合瞬时表达重编程因子法（b）和外源DNA法（c）。后两种新方 法有望避免由逆转录法导致的肿瘤发生或iPS细胞嵌合小鼠围产期死亡。
研究方法 iPS干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。研究结果显示， 没有添加化合物时，遗传基因的导入效率为0.01%-0.05%， 而加入了一种叫“巴尔普罗酸”的蛋白质合成阻碍剂之后， 导入效率竟升至9.6%-14%。如果从这4种遗传基因中排除 导致细胞癌化的遗传基因，只使用3种基因，过去的导入 效率只有0.001%甚至更低，而加入“巴尔普罗酸”之后， 其效率也提高了约50倍。研究人员认为，这很可能是因为 “巴尔普罗酸”可以促进多能遗传基因的活性。今后，研 究人员将就添加化合物是否会使遗传基因产生变异展开研 究，以在提高制造效率的同时保证安全性。 面临困难.
研究历程:
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。
（induced pluripotent stem cells Ips）
主讲人：王国好Mr.weailh
iPS细胞的研究进展 新进展：非病毒无整合高效安全的iPS技术。流 程：体外转录多能性因子mRNA——体外修饰 mRNA——连续多次导入mRNA——挑取iPSC 克隆，根本上解决了mRNA导入引起的细胞凋亡， 实现多次连续导入。安全、高效、时程短、质量 好。
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。
日本科学家利用重编程小鼠干细胞生成了皮肤和骨髓， 并将它们移植到基因相同的小鼠体内，结果发现这并不会引 发强烈的免疫反应。对免疫反应的恐惧可能被高估了。应该 可以让那些指望利用诱导多能干细胞(iPSCs)来治疗疾病的研 究人员消除疑虑。 2011年，同样发表在Nature杂志上的一项研究发现：iPSCs可
.
诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells, iPS cells）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）的组合转入分化的体细胞 中，使其重编程而得到的类似胚胎干细
2012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。
新华社北京12月2日电（记者李斌）由于能使成体细胞
“返老还童”为干细胞，诱导多功能干细胞（iPS干细胞）是 干细胞领域的研究热点。中国科学院广州生物医药与健 康研究院裴端卿研究员、陈捷凯副研究员等人经过多年 努力，破解了iPS干细胞诱导过程中一个极为重要的障碍，
胞的一种细胞类型。[1] 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。 2012年10月8日，John B. Gurdon 与 Shinya Yamanaka 因此获得诺贝尔生理学
和医学奖。
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。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”具有和胚胎干细胞类似的
功能.不需要制造胚胎，就可以从任何组织的细胞，甚至皮
肤组织的细胞，制造出具有干细胞功能的细胞，那么就不 再有伦理问题了，而且简单了不知多少倍。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。
论文2日在线发表在《自然・遗传学》杂志上。
2012年10月，英国和日本两位科学家因“发现成熟细胞 可以被重新编程为多功能的干细胞（即诱导多功能干细
胞）”而摘取2012年度诺贝尔生理学或医学奖，从而使诱
导多功能干细胞更为人们所知晓。 哈佛大学再生医学中心教授康拉德说，这一发现是决定细 胞命运的分子机制研究的重大突破，将使研究者更高效更高 质量地制备诱导多功能干细胞，加快制备来自病人疾病的特 异细胞系，加快阿尔茨海默氏症、帕金森氏症等疾病的药物