诱导多能干细胞

2009年，干细胞技术离实际应用已越来越近

2006年日本京都大学山中伸弥领导的实验室在世界著名学术杂志《细胞》上率先报道了诱导多能干细胞（Induced Pluripotent Stem cells，iPS）的研究。他们把Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4这4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。随后，他们进一步通过改进筛选技术得到了更接近于胚胎干细胞的多能干细胞，把这些细胞注入小鼠囊胚中再植入体内后可孕育出活的遗传混杂型（Chimera）仔鼠，甚至产出完全由iPS细胞发育而成的仔鼠。

很快，美国的几家实验室也陆续发表了相似的研究结果。2007年末，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以上4种因子组合，而Thompson实验室则采用了以慢病毒载体引入OCT4、SOX2加NANOG和LIN28这种因子组合。这些研究成果在科学界和大众媒体中都引起了很大轰动，也因此被美国《科学》杂志列为2007年十大科技突破中的第2位。

2008年，iPS的研究热潮持续高涨，并取得了多项令人瞩目的进展。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，这些细胞将会在建立疾病模型、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3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。

iPS技术无疑是最近两年干细胞研究所取得的最为突出的成果，因此入选《科学》杂志年度十大科技突破，并名列榜首。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。

利用iPS技术可以用病人自己的体细胞制备专用的干细胞，所以不会有免疫排斥的问题。然而，iPS的研究还只是刚刚起步，有许多技术难题还有待解决。例如，现在的iPS技术主要采用病毒载体引入细胞因子，这些病毒随机插进基因组后存在着激活致癌基因或抑制抑癌基因的可能性，许多方法中还使用了c-Myc原癌基因，因此存在较大的致瘤风险，显然不可能应用于临床。当前和今后一段时间的研究将继续优化方法，如使用质粒载体、融合蛋白、小分子等替代病毒载体。

另外，目前对iPS特性的认识也很肤浅，究竟它与未经任何遗传修饰的胚胎干细胞有多少异同还需要通过大量深入细致的研究才能搞清楚。可以预见，在今后相当长的一段时间内，胚胎干细胞技术、体细胞核移植技术和iPS技术还不太可能进入临床应用阶段，需要继续研究和共同发展。