IPS細胞研究進展07版

1、主講人： 董雪制作人： 褚坤波資料整理：李永香，韓陽陽， 李銀霞答疑： 李大飄一一基本概念基本概念 iPS細胞（Induced pluripotent stem cells），中文全稱是誘導性多能干細胞，是由體細胞誘導而成的具有和胚胎干細胞類似的發(fā)育多潛能性的干細胞。二二制備流程制備流程 IPS細胞是由一些多能遺傳基因?qū)肫つw等細胞中制造而成。 IPS細胞制備流程示意圖細胞制備流程示意圖三三IPS細胞的研究歷程細胞的研究歷程2006 年 8 月 日 本 科 學 家 山 中 伸 彌對胚胎干細胞相關(guān)的24個基因進行反復試驗,從中篩選出4個基因（Oct4,Sox2,c-Myc和 Klf4）,將它們同

2、時導入小鼠體細胞后,可將小鼠體細胞重編程,使之具有類似胚胎細胞的特點,具有3個胚層的各種細胞類型的分化潛能。 這是 iPS 細胞的初次出現(xiàn)，是 iPS 細胞研究的開端。 2007 年 11 月 山中伸彌實驗室和美國科學 家詹姆斯 A 湯姆森分別在細胞和科學雜志上發(fā)表文章，報道了將人類普通皮膚細胞轉(zhuǎn)化為iPS細胞的方法。 山中伸彌采用與誘導小 鼠 iPS 相同的方法, 成功將人 成纖維細胞誘導成多干細胞 湯姆森研究小組利用 慢病毒載體運輸Oct4、 Sox2、 Nanog 和 Lin28 轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)染 IMR90 胚胎成纖維細胞, 并且成功地獲得了人的 iPS 細胞。iPS 細胞的研究，首次應用

3、到 了人的細胞上。2008 年 9 月 Hochedlinger 小組利用腺病 毒作載體(Oct4、Sox2、c-Myc 和Klf4 4 個基因或Oct4、Sox2 和 Klf4 3 個基因整合于同載 體上)成功制備出基因組無病 毒整合的 virus-free adeno-iPS 細胞。同年10月 Yamanaka 小組使用質(zhì)粒轉(zhuǎn)導的方式成功誘導了 iPS 細胞。 這些研究結(jié)果證明了將體細 胞重編程為 iPS 細胞無需病 毒載體整合進宿主基因組，同時在應用上避免了病毒類物質(zhì)和基因組整合帶來的可能存在的風險?？芍^是令iPS 細胞的研究進入到了一個無毒的時代。2009 年 3 月 Jaenisch

4、 小組將移除外源基 因的人iPS細胞成功誘導成多 巴胺神經(jīng)元。 該成果為霍金這類得帕金森 氏癥的人帶來福音。2009 年 8 月 中國科學院動物研究所的周琪與上海交大的科學家曾凡一，和北京生命科學研究所高紹容實驗室分別首次利用 iPS 細胞，通過4倍體囊胚注射得到存活并具有繁殖能力的小鼠，從而在世界上第一次證明了IPS細胞的全能性。 隨著世界上首次利用IPS細胞培養(yǎng)出具有繁殖能力的完整個體，iPS 細胞的研究進入了新的紀元。2015年 4 月 日本理化學研究所研究小組利用IPS細胞成功制出免疫細胞，展開臨床研究四四IPS細胞能應用到什么地方呢？細胞能應用到什么地方呢？（一）（一）糖尿病治療糖尿

5、病治療 糖尿病是最為嚴重的現(xiàn)代病之一，全球有近三億患者，中國有 4320 萬，它嚴重危害著人類的健康，目前尚無根治辦法。 在 2008 年，日本 Keisuke 教授等人利用 iPS 細胞誘導產(chǎn)生了能分泌胰島素的細胞。這證明了iPS細胞有分化為胰島細胞的能力。將這種細胞移植到患者體內(nèi)，可能為型糖尿病的治療提供了一種可能的途徑。 (二）二）心血管疾病治療心血管疾病治療 Nelson 和 Almudena、Martinez 將人皮膚成纖維細胞通過oct4 、sox2、klf4和c-Myc 四個基因誘導為 iPS 細胞并植入小鼠子宮，發(fā)現(xiàn)其可分化為心臟實質(zhì)細胞。將其嵌入重新構(gòu)建的心臟、血管平滑肌和內(nèi)皮組織后使心臟細胞收縮性恢復，電位穩(wěn)定性增強。 他們的研究證明了iPS細胞有想心臟分化的潛能。因此 iPS 細胞可用于修復心肌梗塞對心臟造成的損傷。而心血管疾病是全球致死 人數(shù)最多的疾病。該項研究為心血管疾病患者帶來了一絲曙光。 （三）（三）遺傳病治療遺傳病治療 在治療遺傳病方面，iPS 技術(shù)的誕生開辟了一條不同于以往基因療法的道路。例如，2007 年，Hanna 率先用 iPS 細胞治療了 小鼠的鐮刀型紅細胞貧血癥。他們將小鼠的成纖維細胞重編程為 iPS 細胞后，再用同源 重組的方法用人野生型a-珠蛋白基因代替s-珠蛋白基因，最后誘導遺傳修飾后的 iPS 細胞定向分化為造血祖細