1、人工誘導多功能干細胞的研究概況姓名：國敬軒 班級：臨床二班九小班 學號要： 日本和美國研究小組先后用4種基因將小鼠(2006年8月)和人(2007年1112月)的體細胞在體外重編程為誘導性多潛能干細胞(inducedpluripotentstemcells，iPScells)，此后在短短兩年多時間內，iPS細胞的研究和關注度呈爆炸式增長。體細胞重編程、去分化和多潛能干細胞來源等一系列熱點問題再次成為干細胞和發育生物學等研究的熱點和焦點。與胚胎干細胞(embryonicstemcells，EScells)一樣，iPS細胞在體內可分化為3個胚層來源的所有細胞，進而參與形成

2、機體所有組織和器官。迄今，在體外已由iPS細胞定向誘導分化出功能性的多種成熟細胞。因此，iPS細胞研究不僅具有重要理論意義，而且在再生醫學、組織工程和藥物發現與評價等方面極具應用價值。關鍵詞：iPSC(多功能胚胎干細胞)，基因治療新技術，胚胎干細胞，細胞治療，無遺傳修飾的重編程方法，血友病。前言： 首先，胚胎干細胞(ES)具有全能性，能夠無限增殖和保持多樣性。誘導性多功能干細胞（iPSC），是通過導入特定基因或基因產物，將體細胞人工誘導成為類似于胚胎干細胞（ESC）的、具有多向分化能力的、可以持續分離生長的多功能干細胞。iPSC克服了胚胎干細胞面臨的倫理、免疫排斥以及資源不足等難題為干細胞生物

3、學的基礎研究和臨床應用開拓了廣闊的前景。這篇文章將就iPS細胞的制備、生物特性、臨床應用前景、面臨問題和優勢等做出綜述。一、iPSC的制備：a分離和培養宿主細胞；b通過病毒(逆轉錄病毒、慢病毒或腺病毒)介導的方式將外源基因導入宿主細胞；c將病毒感染后的細胞種植于飼養層細胞上，并于ES細胞專用培養體系中培養，同時在培養液中根據需要加入相應的小分子物質(如Wnt3a、5-AZA、BIX-01294、VPA、 TSA、BayK8644、PD0325901或CHIR99021等)以促進重編程；d數天后，出現ES克隆樣的克隆；e在細胞形態、基因表達譜、表觀遺傳學、畸胎瘤形成和體外分化等方面對這些克隆進行

4、鑒定。關于人和小鼠iPSC的詳細制備Takahashi和Park等已經做出了詳細的步驟。二、iPSC的生物特性：a. 借助基因導入技術將某些特定的因子導入動物或人的體細胞，同時可選擇性地在培養液中加入特定的小分子物質，即可將體細胞重編程為多潛能干細胞。b.此類細胞在克隆形態、生長特性、表面標志物、基因表達模式、表現遺傳學特征、擬胚體形成等方面與ES細胞非常相似。c.體外培養時，撤去維持自我更新的細胞因子也可以形成擬胚體，貼壁后可分化為三胚層的細胞類型d.當注射小鼠囊胚時可嵌合體小鼠胚胎，并參與嵌合體小鼠的生殖系遺傳。3、 與ES細胞比較，具有的優勢： a.iPS細胞是來自已分化的體細胞，而ES

5、細胞則是來自胚胎。從一定程度上避免了機體的免疫排斥，即對iPSC的免疫原性有限 b.iPS細胞是通過體細胞導入一些基因誘導產生，而ES細胞是直接取自胚胎。相對簡單和穩定，這在技術上比其他方法更有利操作。iPSC的建立進一步拉進了干細胞和臨床疾病治療的距離。 c. iPS細胞可用自身的體細胞誘導產生，不受倫理觀念限制。而胚胎干細胞的獲取必須破壞胚胎的完整性，等于殺死了一個有潛力的生命。 d. iPSC在誘導多能性方面的安全性優于ESC。四、iPSC細胞臨床應用前景和面臨的問題: 1.iPSC的應用前景： a.建立疾病模型 通過體外研究某些疾病特異性的iPS細胞，有助于間接推斷疾病的發病機制及尋找

6、有效的治療措施。 b. 研究人類發育生物學及新基因的發現 由于ES細胞來源的限制，人們對自身胚胎發育機制，增殖分化及調控，組織及器官構建，畸變等尚未發現答案，而iPS細胞在生長條件，細胞表型，細胞多能分化特性等許多方面有相似點，一定程度可代替ES細胞擔任基礎研究及臨床應用角色。 c.自體干細胞移植 不依靠人工或捐獻者的器官，憑借本人強大的自然治愈能力，讓喪失功能的器官再生是最理想的治療方式。 d.新藥發現及篩選 iPSCs細胞及其在體外定向分化的功能細胞可用于高通量的篩選新藥物，并在細胞水平為新藥藥理、藥代、藥效、毒理等藥酒提供新策略。 2.iPSC面臨的問題： a.細胞重組的效率可能很低，或

7、許還會誘發基因變異 b.經過重組的細胞也無法發育成任何類型的細胞 c.誘導多能干細胞制造出的細胞并非都可以用于治療疾病等等 d.實驗中，新問題也逐漸浮現出來。科學家近日發表的研究結果表明：當將使用某些老鼠的細胞制成的誘導多能干細胞移植入其他基因組成相同的老鼠體內時，產生了免疫反應 e.迄今，通過逆轉錄病毒、慢病毒和腺病毒介導的方式均可將轉錄因子基因導入體細胞而獲得iPS細胞逆轉錄病毒和慢病毒介導的轉基因方式使病毒載體整合進宿主基因組，實現轉基因穩定表達，但這兩種轉基因方式容易激活致癌基因，獲得的iPS細胞可能是有毒害副作用的5、 模擬應用iPS細胞的臨床治療方案 ： 1.治療對象：血友病A患者 2.制備iPSC的方法：首先明確血友病A是由于凝血因子缺乏引起，以致凝血活酶生成障礙的出血性疾病。 iPS細胞通過對體細胞進行重新編程，從而使細胞成為多能干細胞，重新獲得分化成多種細胞的能力。項目組將病人皮膚細胞等體細胞誘導多能干細胞，然后通過致