JMT日本干细胞-什么是iPS细胞（人工多能干细胞）？
点击量：85 日期：2021-04-12 14:25 编辑：JMT日本医疗
这篇文章的概述
· 全世界都在研究iPS细胞
· 虽然解决了ES细胞中的伦理问题，但也有新的课题
· 重编程的机制也有未被阐明的部分
ES细胞·iPS细胞虽然尚未投入实际使用，但有望应用于再生医疗，以日本为首的全世界正在进行研究。此次报道深入解释说明了其中的iPS细胞！
目录
1.什么是iPS细胞？
2.日本iPS细胞开发的经过
3.避免癌变的危险
4.iPS细胞专利
5.iPS细胞的课题
5-1.新的伦理课题
5-2.应该阐明的机制
5-3.成本
6.iPS细胞的今后
1.什么是iPS细胞？
IPS细胞是induced pluripotent stem cells的缩写，日语中称为人工多能干细胞。和ES细胞一样，它是一种具有分化全能性的细胞，可以分化成不同的器官。
这种细胞是通过初始化分化的体细胞并使其恢复到分化前状态而制成的。因此，可以使用自己的细胞而不是来自他人的细胞来制造iPS细胞，并通过分化iPS细胞来创建所需的器官、组织。
IPS细胞有两大优势：
1. 当移植他人的器官等时，可以避免伴随着自我和非自我识别的排斥反应。在器官移植中，排斥反应是一个很大的障碍，移植的患者必须长期服用免疫抑制剂。
2. 与通过破坏从受精卵产生的胚泡产生的ES细胞不同，可以通过收集他们的细胞来制造，不需要破坏生命或可以成为生命的胚胎，解决了伦理问题。
目前正在研究和开发将iPS细胞分化为不同器官的培养方法。有些器官已经到了实际应用阶段。
IPS细胞在再生医学领域备受期待，在药物开发方面也备受关注。
通过分化iPS细胞，也可以创建再现疾病状态的细胞。目前正在进行诸如寻找有效化合物和使用分化为这种疾病的细胞来分析细胞反应的研究。
2.日本iPS细胞开发的经过
说到iPS细胞，很多日本人都会想到京都大学的山中伸弥教授。
山中教授对理化学研究所(理研)林崎良英博士构建的小鼠基因表达数据库进行了分析，选出了24个预计与细胞初始化相关的基因。
在这些基因中，通过Fbx15基因的表达筛选导入了Oct 3/4、Sox2、Klf4和c-Myc 4的细胞以建立iPS细胞。后来，不是通过Fbx15的表达，而是通过与Nanog基因相关联的方法建立了iPS细胞。
同时期，麻省理工学院、加州大学洛杉矶分校和哈佛大学也建立了与iPS细胞性质相同的细胞。
在这个阶段，基因修饰的小鼠是筛选iPS细胞所必需的。如果是用人来做的话，就需要进行基因修饰的人，这在伦理上是不允许的。
但是，麻省理工学院Jaenisch博士的小组开发了一种以细胞形态进行筛选的方法，使在人类中建立iPS细胞变得现实。
之后，山中教授通过将与小鼠相似的Oct3 / 4，Sox2，Klf4和c-Myc引入人成纤维细胞，成功建立了人iPS细胞。山中教授使用在市场出售的人成纤维细胞建立了iPS细胞，哈佛干细胞研究所的小组在从成年男性掌心采集的细胞中加入了Oct3/4、Sox2、Klf4、c-Myc以及hTERT、SV40large T等基因，建立了iPS细胞。
根据这些，
· 可以使用市场上销售的人成纤维细胞建立人iPS细胞
· 即使是从成人采集的细胞也能建立iPS细胞
得到了证明。
3.避免癌变的危险
为了创建iPS细胞而导入了Oct 3/4，Sox2，Klf4，c-Myc，但这里出现了问题。四个基因中的C-Myc被认为是癌症的致病基因，过度表达导致细胞癌变。
· 人伯基特淋巴瘤
· 弥漫大B细胞淋巴瘤
· 几种上皮性恶性肿瘤
那么，c-Myc的过度表达已被证实。虽然并不是说“过度表达就一定会患癌症”，但是需要避免这种风险。
然后山中教授通过导入oct3 /4、Sox2、Klf4这3个基因和Glis1这3个基因代替c-Myc，建立了iPS细胞。由此消除了癌化的风险以及使用iPS细胞的人们的不安。
4.iPS细胞专利
iPS细胞基本技术的专利是京都大学iPS研究所持有。但是，iPS研究所并不是随随便便就能持有的。
制药企业拜耳公司也在同一时期建立了与iPS细胞性质相同的细胞。山中教授的专利申请是2006年12月，拜耳公司是2007年6月，山中教授领先。因此山中教授的专利获得了许可，但是山中教授和拜耳公司的建立方法是有区别的，拜耳公司的部分专利也可能获得许可。
该基本专利已在30多个国家和地区获得认可，京都大学iPS细胞研究所免费提供此许可证。
虽然iPS细胞本身的基础技术专利是京都大学持有，但从iPS细胞再生器官的专利由东京大学和专利管理公司持有。
5.iPS细胞的挑战
5-1.新的伦理课题
ES细胞有伦理问题，但iPS细胞解决了它。这件事受到对干细胞持批判态度的罗马教皇厅的欢迎， “称赞不经过破坏受精卵的过程就能治疗疑难杂症的技术。”
但如果使用这种技术，
· 理论上，同性之间也可以生孩子
· 理论上，可以从同一人的细胞中制作精子和卵子进行受精（事实上是克隆人）
因此，也产生了新的伦理问题。
5-2.应该阐明的机制
关于细胞初始化为什么发生在Oct 3/4，Sox2，Klf4 3和c-Myc或Glis1的详细机制尚未阐明。这一阐明对于确保iPS细胞的安全性也是重要的信息。目前，许多研究机构正在进行对这一机制的研究。
关于排斥反应，因为是自身细胞，所以理论上不会发生排斥反应。有报告称在老鼠身上发生过排斥反应。阐明这个机制也是当务之急。
5-3.成本
最后是成本问题。
2014年，为了治疗老年性黄斑变性，用iPS细胞制作视网膜上皮细胞时据说花费了约5000万日元的成本。这样的话，接受这个治疗的患者相当有限，如果保险适用的话，保险制度可能会崩溃。今后，降低成本将成为实际应用的一大障碍。
6.iPS细胞的今后
据悉，IPS细胞对再生医学和药物开发有很大的贡献，许多研究团队使用这种细胞作为研究材料，并进行了各种研究。
经常看到的新闻里有棒球运动员的韧带损伤。目前是通过韧带重建手术从其他部分去除损伤的正常肌腱并进行移植的方法。因为是从身体的一部分移植，所以那个人会有不完整的部分。但是，如果能够通过iPS细胞再生，就不用牺牲另一部分肌腱来重建韧带了。
此外，有望对不孕治疗做出重大贡献。虽然不孕的原因有几个，但是针对其原因之一的生殖细胞发生异常，通过原始生殖细胞的移植，男性和女性的情况都有可能解决。
在药物开发中，可以用于用iPS细胞制作各种类型的癌细胞，测试抗癌药的效果，找出可能成为抗癌药种子的化合物等。目前市场上用于癌症研究的癌细胞对于人类癌症的类型来说非常少，难以获得适用于所有类型癌症的知识。
由于癌细胞因患者的个体差异而异，有时也会接受患者的捐献，但在这种情况下，需要伦理委员会等的批准，有时也会限制研究速度。如果可以用iPS细胞人工制作的话，这样的手续也有可以简化的部分，所以可以缩短研究成果出来的时间。
今后，使用iPS细胞的研究、医疗将会有很大的发展。但随之而来的也会产生新的问题。预测和解决这个问题是非常重要的。因此，日本全国的很多研究小组都在进行iPS细胞的研究。
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