iPS技术论文：iPS技术研究现况

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本文作者：李姝汶1郭红宇2王志平1，3作者单位：1兰州大学第二临床医学院2兰州大学第二医院产科3兰州大学第二医院泌尿外科

ips细胞与胚胎干细胞在基因表达、DNA甲基化、胚状体、活嵌合体方面都完全相同，具有生成所有胚层细胞并继续分化为多种成体细胞的能力。因此，这项技术最有潜力的应用前景是产生疾病或个体特异的多能干细胞，用于研究组织功能、筛选新药和移植治疗遗传或退行性疾病。目前疾病特异性iPS细胞的培养也已经在其他十余种基因疾病中实现，包括帕金森病、1型糖尿病、肌营养不良症、腺苷脱氨酶缺乏有关严重联合免疫缺陷、Gaucher病Ⅲ型、亨廷顿舞蹈症、唐氏综合征、自毁容貌症［31］。这些细胞系不仅可以作为外模型用来研究相应疾病，同时也可以作为细胞替换疗法的一种潜在的细胞来源。

血液遗传病

2009年，Ye等［32］用包含4个转录因子基因(Oct4、Sox2、Klf4、cMyc)的反转录病毒载体转染β珠蛋白障碍性贫血患者的皮肤诱导成纤维细胞重编程为iPS，发现这些iPS细胞可以分化成造血干细胞并进一步生成血细胞，表明使用iPS技术进行早期细胞治疗能够为珠蛋白生成障碍性贫血胎儿围生期治疗提供新的方法。

肝脏疾病

研究发现成纤维细胞来源的iPS细胞可以恢复酵素水解酶缺陷型小鼠的肝功能，证明了iPS细胞分化而来的肝细胞不仅能够重新回到肝脏，且可修复肝功能的损坏［31］。这项研究加深了研究者对体内情况下iPS细胞分化为肝细胞潜力的了解以及用患者肝细胞建立体外疾病模型的应用。

心血管疾病

另有实验表明iPS细胞可以分化为组成心血管的主要细胞类型，包括平滑肌细胞、内皮细胞、血管壁细胞以及心肌细胞［33-35］。通过人的胚胎干细胞和iPS细胞分化而来的心肌细胞已被用于药物毒性测试，如药物引起Q-T间期延长导致的突发性心跳停止，而这恰好是制药公司最为关注的安全问题［36］。

神经退行性疾病

Dimos等［37］成功地从一个患有家族肌萎缩侧索硬化症且伴有超氧化物歧化酶1变异的老年患者身上获取体细胞并诱导成iPS细胞，这些iPS细胞分化为带有典型标志物Hb9和胰岛素基因增强结合蛋白1的运动神经元细胞。虽然脊髓性肌萎缩症和肌萎缩侧索硬化症都属于运动神经元神经退行性疾病，但只有脊髓性肌萎缩症患者的iPS细胞所分化而成的运动神经元有相应症状。这可能是因为肌萎缩侧索硬化症基本都是中年以后发病，而脊髓性肌萎缩症基本都是儿童期发病。此外，也可能是由于神经退行性疾病模型所采用的iPS细胞是来自于具有常染色体隐性遗传脊髓性肌萎缩症和家族性自主神经异常的患者。2010年，Amoh等［38］研究发现毛囊诱导干细胞可以形成神经元和其他细胞类型，移植的毛囊干细胞促进周围神经功能恢复和脊髓受伤，因此成人毛囊干细胞的治疗应用尤其是对神经系统疾病的治疗，有了潜在的临床实用性。这些研究为神经退行性疾病机制以及药物的研发开辟了新的道路。