i PS細胞是怎樣的？

01-26

還是暢所欲言吧，簡要說一下也行

揭秘ips細胞

摘要

ips細胞

將人體皮膚細胞（成纖維細胞）改造成了幾乎可以和胚胎幹細胞相媲美的幹細胞——「iPS細胞」，它也被通俗地稱為「皮膚幹細胞」。它的誕生彷彿給沉寂一時的國際幹細胞研究打入了一劑強心劑。

發現

兩本權威期刊《細胞》及《科學》在11月20日同時刊出來自美國及日本兩個研究團隊的報告，證實皮膚細胞經過「基因直接重組(directreprogramming)」後可以轉化成為具有胚胎幹細胞特性的細胞。這項發現一方面解決了利用胚胎進行幹細胞研究的道德爭議，另一方面也使得幹細胞研究的來源更不受限。分屬京都大學及威斯康辛大學麥迪遜分校的兩個團隊雖然獨立研究，但使用的方法幾乎完全相同，更巧合的是竟然同時分別被兩本期刊審核通過，證明基因直接重組技術的確有效。他們所使用的方式都是將四個基因送入皮膚細胞，促使普通的皮膚細胞產生變化，最後成為帶有胚胎幹細胞性質的細胞，稱為誘導式多能性幹細胞(iPS)。

基本簡介

IPS細胞是由一些多能遺傳基因導入皮膚（成纖維細胞，表皮細胞）等細胞中製造而成。讓普通體細胞「初始化」，使其具備幹細胞功能，這就是「iPS細胞」。「iPS細胞」具有和胚胎幹細胞類似的功能.不需要製造胚胎，就可以從皮膚組織的細胞，製造出具有幹細胞功能的細胞，那麼就不再有倫理問題了，而且簡單了不知多少倍。iPS細胞和ES細胞除了不能生成胚胎以外，可以產生所有的細胞，如果用於醫療，那麼理論上可以治癒所有疾病——凡是對人類有害的組織都去除，替換為重新生長的正常組織。

製造方法

IPS細胞是由一些多能遺傳基因導入皮膚的成纖維細胞或者表皮細胞等細胞中製造而成。在製造過程中，美國研究人員使用了4種遺傳基因，同時加入了7種包括可阻礙特定蛋白質合成的物質和酶在內的化合物，以研究其各自的製造效率。研究結果顯示，沒有添加化合物時，遺傳基因的導入效率為0.01％—0.05％，而加入了叫「巴爾普羅酸」的蛋白質合成阻礙劑之後，導入效率竟升至9.6％—14％。如果從這4種遺傳基因中排除導致細胞癌化的遺傳基因，只使用3種基因，過去的導入效率只有0.001％甚至低，而加入「巴爾普羅酸」之後，其效率也提高了約50倍。研究人員認為，這很可能是因為「巴爾普羅酸」可以促進多能遺傳基因的活性。今後，研究人員將就添加化合物是否會使遺傳基因產生變異展開研究，以在提高製造效率的同時保證安全性。

突破障礙

科學家讓普通體細胞「初始化」，使其具備幹細胞功能，這就是「iPS細胞」。「iPS細胞」具有和胚胎幹細胞類似的功能，卻繞開了胚胎幹細胞研究一直面臨的倫理和法律等諸多障礙，因此在醫療領域的應用前景非常廣闊。這一新技術也被權威科學雜誌《自然》、《科學》分別評為今年第一大和第二大科學進展。

由於一些國家明確反對胚胎幹細胞研究，使國際上許多有關的幹細胞研究處於進退兩難的境地。在一些國家陸續宣布禁止胚胎幹細胞研究後，這一幹細胞研究領域最有前途的研究道路被逐漸堵死，這也大大打擊了一些國家的科學家對於幹細胞研究的積極性。而「iPS細胞」的出現則讓大家站在了公平競爭的起跑線上，「海闊憑魚躍，天高任鳥飛」，國際幹細胞研究擺脫了許多顧忌，有關研究的競爭態勢日益顯現。

全新領域

在香山科學會議召開的當天，日本和美國研究人員分別在《細胞》和《科學》雜誌上在線發表論文，宣布他們各自獨立進行的研究，首次利用人體皮膚細胞誘導培育出類胚胎幹細胞。這一突破被譽為生命科學研究的里程碑。而在此次香山科學會議的多個報告中，研究人員都不約而同地看好誘導性多功能幹細胞（iPS細胞）。

學界對這一研究給予高度評價，不僅因為它能避免人體胚胎克隆技術引發的倫理爭議，更由於它突破了以往只能利用卵子和胚胎的取材限制，其高效、便利為再生醫學應用打開了大門，為未來幹細胞用於個體治療帶來了希望。

激烈競爭

美日爭鋒「iPS細胞」:iPS細胞」研究成果公布不久，一直對胚胎幹細胞研究持反對意見的美國白宮迅速發表聲明，對這一新成果表示歡迎。似乎是受到了「鼓舞」，美國科學家在這一領域迅速跟進。美國懷特黑德生物醫學研究所的科學家利用「iPS細胞」治療老鼠的鐮狀細胞血症獲得進展，這是科學界利用「iPS細胞」進行醫療研究的首次嘗試。美國哈佛大學科學家又宣布直接從志願者身上提取皮膚細胞，並將其改造成了「iPS細胞」。而此前美日研究小組都是利用實驗室培養過的人體皮膚細胞進行研究。

日本是這場國際科研競爭的「領跑者」之一。，圍繞幹細胞醫療應用的國際競爭必將加劇，因此日本政府對「iPS細胞」表現了極大的熱情，希望抓住這樣一個能夠提高日本科研競爭力的良機。日本文部科學省決心整合全國的幹細胞研究力量，在京都大學設立「iPS細胞」研究中心。文部科學省23日決定明年投入22億日元（1美元約合113日元），未來5年共計投入100億日元，全力支持「iPS細胞」研究。

英法認知「iPS細胞」潛在優勢:在「iPS細胞」研究成果正式公布之前，世界第一隻體細胞克隆動物多利羊的培育者、英國蘇格蘭愛丁堡大學教授伊恩·威爾莫特就宣布放棄人類胚胎幹細胞克隆研究，轉而進行「iPS細胞」研究，他認為這種細胞比胚胎幹細胞更具潛在優勢。法新社日前報道說，德國政府也將「iPS細胞」研究預算經費從500萬歐元追加到了1000萬歐元。

分析人士認為，目前全球「iPS細胞」研究領域的競爭主要在美日之間展開，但是其他不少國家的政府和科學家也都認識到了「iPS細胞」的應用前景，並積極地參與到有關的研究競爭中來。可喜的是，這是造福人類的競爭，在這場競爭中沒有「失敗者」，受益的應該是全人類。

相關專利

日本京都大學宣布，該校教授山中伸彌開發的誘導多功能幹細胞（ｉＰＳ細胞）培養方法已被日本特許廳（相當於專利局）授予專利，成為世界首個獲得批准的ｉＰＳ細胞相關專利。綜合當地媒體報道，本次獲批的專利內容是「將４種基因植入普通體細胞，可使體細胞轉變成擁有分化為各種組織細胞能力的ｉＰＳ細胞」，專利有效期到２０２６年１２月。京都大學希望通過在日本國內獲得專利，造成既定事實，從而在與歐美研究人員的競爭中搶得先機。京都大學今年６月成立了知識產權管理公司，這家公司今後將向各大製藥企業和研究機構推廣ｉＰＳ細胞培養的相關技術和經驗。不過本次獲批的專利涉及的技術是２００６年開發出來的，山中伸彌教授當時只是將實驗鼠的皮膚細胞培養成ｉＰＳ細胞。他和美國研究人員隨後分別於２００７年宣布獲得了人類ｉＰＳ細胞。日本專家評論說，雖然這是世界首個ｉＰＳ細胞相關專利，但鑒於人類ｉＰＳ細胞和實驗鼠ｉＰＳ細胞的培養方法差別顯著，在再生醫療領域備受期待的人類ｉＰＳ細胞專利能否獲得批准，前景尚不明朗。

應用前景

日本京都大學和科學技術振興機構聯合新聞公報說，以前培育ｉＰＳ細胞時，需要依靠逆轉錄酶病毒或慢病毒將Ｏｃｔ３／４、Ｓｏｘ２、Ｋｌｆ４和ｃ－Ｍｙｃ這４個基因導入體細胞，而使用病毒載體有可能引發腫瘤形成。此外，每次實驗前都要製作新的病毒載體，對操作過程和實驗室的管理要求很嚴格，這都阻礙著ｉＰＳ細胞技術的普及。

京都大學山中伸彌教授的研究小組在實驗中使用了兩個質粒，一個質粒運載「ｃ－Ｍｙｃ」基因，另一個質粒運載Ｏｃｔ３／４、Ｋｌｆ４和Ｓｏｘ２基因，然後把兩個質粒同時導入實驗鼠胚胎成纖維細胞，成功培育出了ｉＰＳ細胞。進一步的實驗證實，用這種方法培養的ｉＰＳ細胞與以往的ｉＰＳ細胞一樣能分化生成表皮、橫紋肌和神經組織等多種細胞，但轉化效率比用逆轉錄酶病毒為載體要低一些。研究人員說，下一步的目標是提高轉化效率，並嘗試用新方法把成體鼠和人類的體細胞培育成ｉＰＳ細胞。這項成果將發表在新一期美國《科學》雜誌網路版上。ｉＰＳ細胞、胚胎幹細胞和成體幹細胞因為能分化成多種器官和組織細胞，被稱為「萬能細胞」。不少研究人員認為，ｉＰＳ細胞不涉及倫理問題，在再生醫療領域具有更廣闊的應用前景。

各位的簡介已經把ips細胞講的很清楚了，但是可能對於非幹細胞研究領域，甚至是非醫學、生物學領域的各位小夥伴們來說，還是略顯生僻了一些。所以我就叨叨兩句，希望能讓大家對ips細胞有個更直觀，簡單的認識。

ips細胞的發明，被譽為生命科學領域的一個里程碑，主要原因在於它讓人們看到了人類改造體細胞，進行重編程的可複製的希望。

ips，induced pluripotent stem cell, 即誘導多潛能幹細胞，顧名思義，從其命名上我們對其本質已經可以有一個初步的了解，即人工誘導的，具有多向分化潛能的，幹細胞。

具體來說，人工誘導：最初山中伸彌教授採用的是逆轉錄病毒轉入四個基因（樓上有說明），這四個基因是具有「返祖」特性的，甚至有原癌基因的存在，畢竟癌細胞從某種意義上說也是分化細胞的去分化現象，扯遠了。。。所謂返祖，就是讓已經分化成熟的細胞，重新返回未分化的祖先狀態，以最初的ips研究為例，「分化成熟的細胞」指的是皮膚成纖維細胞，「祖先狀態」就是ips細胞，這種細胞與胚胎幹細胞相似，都具有「自我更新，多向分化，克隆形成」的幹細胞特性，理論上說，這種細胞可以和胚胎一樣，分化為人體中的任何一種細胞。

因此ips的研究思路是：從分化成熟的體細胞，誘導為類似胚胎幹細胞的多潛能幹細胞，最後該細胞可分化為我們想要的任何類型的成熟細胞。從這一思路，我們不難看出，ips的發明，為再生醫學帶來了革命性的變革，不僅可以避免從胚胎取胚胎幹細胞帶來的倫理學弊端，還可以避免異體移植帶來的免疫排斥反應，從這一研究成功開始，打造個體化、精準化、私人定製的自體器官、組織移植將成為可能。

關於iPS細胞，大家可以看看廖新化老師的一篇文章，從山中伸彌先生的研究經歷到iPS細胞的誕生。寫的非常棒，參考了很多資料。

從骨科醫生到諾貝爾獎-山中伸彌的研究歷程

科學網—從骨科醫生到諾貝爾獎

我個人的評價是，iPS細胞的誕生，固然是一項天才發現，但是這也是幹細胞研究多年積澱的結果。

缺點

不好養，養著養著很容易一不小心就形態變了。。。

培養基貴，燒錢。

遺傳穩定性差，容易發生染色體變化。

馬上要進入這個領域的我表示我也很想知道它是怎樣的…