iPS細胞研究進展
我們知道干細胞即為起源細胞，具有增殖、分化潛能和自我更新復(fù)制的能力，能夠產(chǎn)生高度分化的功能細胞，每個完整生物個體都是由一個受精卵細胞不斷分化發(fā)育為各種終端功能細胞，進而形成組織器官而構(gòu)成的。干細胞（Stem Cell）因具有這種未充分分化，尚未成熟，具有再生各種組織器官和人體的潛在功能，醫(yī)學(xué)界稱為“萬用細胞"或"種子細胞"。 人體干細胞分兩種類型，一種是全功能干細胞，可直接克隆人體；另一種是多功能干細胞，可直接復(fù)制各種臟器和修復(fù)組織。人類寄希望于利用于細胞的分離和體外培養(yǎng)，在體外繁育出組織或器官，并最終通過組織或，實現(xiàn)對臨床疾病的治療。為臨床醫(yī)學(xué)提供更為廣闊的應(yīng)用前景。如白血病治療中需采用的骨髓移植時其實是造血多能干細胞移植，用正常的造血多能干細胞替代掉病患病變的造血多能干細胞，恢復(fù)正常的免疫和造血功能。還有現(xiàn)在流行的新生兒臍帶血的樣品儲存，其目的也是為了以防萬一，為以后生病做準(zhǔn)備。
但其應(yīng)用和研究受限于其來源有限獲取困難及ES細胞建系效率低，體外保持其性的條件復(fù)雜，涉及到胚胎毀損等倫理學(xué)爭論，和ES細胞移植后產(chǎn)生免疫排異反應(yīng)的問題。在八九十年代取得較大進展后漸漸進入研究低潮，并且歐美等多國禁止進行胚胎干細胞的某些敏感研究。在這樣的背景下一些科學(xué)家選擇另辟蹊徑。
誘導(dǎo)性多能干細胞最初是日本科學(xué)家山中伸彌（Shinya Yamanaka）于2006年利用病毒載體將四個轉(zhuǎn)錄因子（Oct4, Sox2, Klf4 和c-Myc）的組合轉(zhuǎn)入分化的成熟的成纖維表皮體細胞中，使其重編程而得到的類似胚胎干細胞和胚胎APSC多能細胞的一種細胞類型，在世界學(xué)術(shù)雜志《細胞》上報道，這項技術(shù)引起了巨大的轟動，了以往干細胞研究歷史，其醫(yī)療意義在于ips細胞避免了經(jīng)典胚胎干細胞技術(shù)和體細胞核移植技術(shù)所產(chǎn)生的倫理學(xué)問題和異體移植引起的免疫排斥問題，具有跨時代的巨大意義，2012年10月8日，John B. Gurdon 與 Shinya Yamanaka也因此獲得諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎。隨后世界各地不同科學(xué)家陸續(xù)發(fā)現(xiàn)其它方法同樣也可以制造這種細胞，并且在掀起了ips細胞研究的熱潮，iPS技術(shù)使人類的視野與想象力得到拓展，開始了干細胞研究與應(yīng)用的新時代。
盡管一開始就存在著轉(zhuǎn)化率低和具有致瘤性風(fēng)險等技術(shù)弊端，近十多年來科學(xué)家還是在這項技術(shù)上寄予厚望，不斷在廣度深度上拓展iPS技術(shù)，不斷優(yōu)化誘導(dǎo)效率和安全性，建立各個模式動物的iPS細胞系，對iPS細胞的發(fā)育潛能和內(nèi)部的分子機制就行更深的研究，并建立多種疾病模型特異iPS細胞系，將ips技術(shù)精進向著醫(yī)療應(yīng)用的方向不斷努力，研究成果發(fā)表文章稱出不窮，并取得了矚目的成就。
根據(jù)科研報道，iPS細胞已成功分化為心機細胞、造血細胞、神經(jīng)細胞、大腦皮層細胞及牙釉質(zhì)細胞等細胞系。特定疾病來源的iPS細胞可用于疾病發(fā)生機理的研究和新藥的篩選和檢測。iPS細胞被誘導(dǎo)分化為內(nèi)皮前體細胞并移植到血友病小鼠肝臟中，使出血癥狀顯著改善。將iPS細胞在體外誘導(dǎo)分化的多巴胺能神經(jīng)元移植進帕金森病大鼠模型腦內(nèi)，一段時間后可有效緩解大鼠疾病癥狀和改善其行為。有多家實驗室報道，使用iPS細胞培養(yǎng)出迷你肝臟，迷你腎臟，腦，心臟等類器官，并在去年培養(yǎng)出完整的小鼠皮膚。
16年10月的Nature雜志上發(fā)表日本科研團隊成果，將用長尾獼猴皮膚轉(zhuǎn)化的iPS細胞制作為心臟細胞移植到患有心肌梗塞的猴子身上后，成功地使其恢復(fù)了心臟功能。此次實驗的特點是用不易發(fā)生排異反應(yīng)的免疫型猴子制作iPS細胞，與人類相近的靈長類動物實驗的成功，或?qū)⒊蔀槿祟愒偕t(yī)療應(yīng)用的一大進步。
今年3月28日，一位年逾花甲的日本男性成為了世界上接受由他人捐贈的誘導(dǎo)性多功能干細胞（iPS細胞）所形成的新視網(wǎng)膜細胞的人。這是例用來自他人的誘導(dǎo)性多功能干細胞治療黃斑病變的移植手術(shù)，將創(chuàng)建現(xiàn)成干細胞庫的進程推進了一大步，發(fā)布在2017年3月28日的《自然》新聞上。相比于2014年世界iPS細胞手術(shù)曾使用患者自身的iPS細胞。而此次在臨床手術(shù)中利用他人iPS細胞則屬世界。取自不同背景捐贈者的iPS細胞庫能讓干細胞移植操作更為便捷等待時間縮短，同時還能極大得削減治療成本。將更接近多數(shù)患者能夠接受的醫(yī)療方式。
現(xiàn)任京都大學(xué)IPS細胞研究所所長的山中伸彌正在創(chuàng)建一個iPS細胞庫，這個細胞庫根據(jù)編碼人類白細胞抗原（HLA）的3個基因來匹配捐贈者和接受者。HLA是細胞表面參與激發(fā)免疫反應(yīng)的蛋白質(zhì)。目前“再生醫(yī)療用iPS細胞儲備庫"只有來自一名捐贈者的細胞系。但他和同事希望，到明年3月，他們能得到來自5~10位有著不同HLA特征的捐贈者的細胞系，這一數(shù)量應(yīng)該能匹配全日本30-50%的人口。
隨著iPS技術(shù)及其他相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的不斷發(fā)展，人類健康與醫(yī)學(xué)革命的新紀(jì)元即將到來，那時候人類是否能像蜥蜴一樣斷尾再生呢？讓我們拭目以待。
Thermo Fisher作為生命科學(xué)領(lǐng)域的忠實服務(wù)者，致力于為科學(xué)技術(shù)的發(fā)展添磚加瓦，為的科學(xué)家提供研究利器。讓我們一起攜手展望未來，發(fā)揮我們的想象力進入下一個新技術(shù)爆發(fā)的時代！
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