诱导性多能干细胞iPS发展前景

1、诱导性多能干细胞 iPS在消化系统（肝脏）疾病治疗应用的研究,潘庆庆 白皓 李灿,人体胚胎干(hES)细胞,优点：有潜力在体内发育成任何细胞类型 缺点： (l)供体卵母细胞的来源困难, ES细胞建系效率低 (2)免疫排斥反应 (3)ES细胞具有成瘤性 (4)体外保持ES细胞全能性的条件非常复杂 (5)伦理学争论,iPS,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, ESC）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,

2、 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。,iPS发展历程,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

3、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。,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。,例如肝硬化。在我国为常见肝脏疾病， 虽然近年临床上在肝硬化的多学科综合治疗方面已取得长足的进步， 但肝硬化患者的总体生存率并没得以显著提高。原位肝移植虽已成为终末期肝病最理想的治疗选择，但因供体肝脏紧缺，移植后免疫排斥反应及高昂的医疗费用等限制

4、了其临床上的广泛应用。干细胞移植作为肝硬化治疗的一个新研究方向， 已有大量的基础实验支持和相应的临床实践经验，具有广阔的发展前景。,肝脏疾病的治疗,以CCl4 制备肝硬化大鼠动物模型, 随机分为2 组(每组18 只)： A 组(对照组)行30%肝切除后再行0.9%氯化钠溶液门静脉注射； B 组(实验组)行30%肝切除后再行诱导性多能干细胞(pluripotent stem cells)门静脉注射。,分别于术前，术后12h、24h、3d、1 周、2 周采血测血清ALT、AST，术后3d、1 周、2 周测大鼠肝脏再生率；并取病理标本做冰冻切片荧光显微镜下观察及HE 染色普通光镜下观察。结果两组各时

5、间点肝再生率比较差异无统计学意义(P 0.05)，但术后1 周、2 周血清ALT、AST 比较，差异有统计学意义(P0.05 )。即 iPS移植有利于肝硬化大鼠部分肝切除术后肝功能恢复,目前，iPS细胞已成功分化为心肌细胞、造血细胞、神经细胞、大脑皮层细胞及牙釉质细胞等细胞系。特定疾病来源的iPS 细胞可用于疾病发生机理的研究和新药的开发，如： 肌萎缩侧索硬化（ALS） 帕金森病（PD） 镰状细胞贫血 肾脏器官 再生药物研究 心血管疾病 血友病A,iPS缺点,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。,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，从而在世界上第一次证明了iPS