盘点：ips细胞这几年都做了什么？

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导读：关于ips细胞的研究在近年取得不少新进展，个性化治疗、癌症诊疗、肾脏疾病、再生皮肤、小脑疾病、遗传性耳聋……种种突破让研究者激动，那么ips细胞在其中充当了什么角色？
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5 v9 ^1 U' }0 V" Z3 m( Q盘点：ips细胞这几年都做了什么？
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% h# I% o2 X  y- F3 \; t' o' e　　不少人对ips细胞可能不太了解，它是诱导性多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPS cells），即科学家通过将某些转录因子导入动物或人的细胞将其“逆转”到早期胚胎发育状态，让细胞重新获得分化成其他细胞的能力。2006年引起业内关注，随后在多种疾病研究中表现出优越性。今天我们来看看，ips细胞这两年都有哪些贡献？! Z1 g9 A/ y% [" T
　　
! k, u; W6 G& K& K　　助力探索自闭症的个性化治疗; N# B9 |5 s* E6 T" N: l2 @
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　　2014年，巴西圣保罗大学和美国加州大学圣迭戈分校的研究人员从一名8岁自闭症患者脱落的乳牙中分离出牙髓细胞，将其培养成iPS细胞，让iPS细胞在实验室中分化成神经元细胞。
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　　显微镜观察发现，与正常儿童的神经元细胞相比，这些神经元细胞的突触（神经信号进出的唯一通道）较少。研究人员随后发现，这个孩子体内一种名为TRPC6的基因异常，这个基因编码的蛋白质负责调控钙离子进出细胞。研究人员在实验室内用植物贯叶连翘中的成分“贯叶金丝桃素”对男孩的神经元细胞进行了治疗，贯叶金丝桃素有促进TRPC6基因的作用。令人惊喜的是，这些神经元细胞的外观和电活动都有显著改善。, X' n9 y! M8 m: J
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　　研究证明自闭症男孩服用了一个月的“贯叶金丝桃素”，其专注力有了很大改善。在服药前，如果让这名男孩“坐下来，画画”，他根本没有任何反应；一个月以后，男孩可以坐下来看着研究人员并把玩画纸。
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$ {4 F  k8 U" K; Q* R; k# K' {6 W5 L- R　　助力癌症治疗+ j) `4 G1 e: T* x$ |
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　　2015年4月，日本产业技术综合研究所等日前开发出一项新技术，在用诱导多能干细胞(iPS细胞)制作移植用细胞的过程中，能高效去除未分化iPS细胞。据了解，如果移植了未分化的iPS细胞，可能会发展成不同于目标细胞的肿瘤，而新技术有望提高再生医疗的安全性。该科研团队表示，在另一种万能细胞、胚胎干细胞(ES细胞)上也确认了同样的效果。
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　　日媒指出，虽然iPS细胞和ES细胞可以分化成身体内的任何细胞，但要将培养的所有细胞都变为目标细胞非常困难。对此，该研究所主任研究员舘野浩章表示：“将会验证该方法是否适用于用iPS细胞制作的心肌细胞和神经细胞，为提高安全性做出贡献。”
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　　2015年8月，日本东京大学的科学家们发现，利用诱导性多功能干细胞技术“再生”人类免疫T细胞能够有效减小小鼠体内肿瘤的体积。这一突破将加速T细胞免疫疗法的临床应用研究。此外，研究小组证实，通过给予一种能够诱导细胞死亡的药物到iPSC-derived T-cells中能够在小鼠体内将这些T细胞消除。此外，研究还证明，如果在治疗中出现了副作用，通过以上途径也可能消除iPSC-derived T-cells。, a, z1 m/ [3 x( D& Z; J
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　　有望治疗肾脏疾病" X/ C' I% E) x  b4 Z
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　　2015年7月，日本京都大学、Astellas制药公司、千叶医科大学等处的研究人员，在国际期刊《Stem Cells Translational Medicine》发表一项最新研究，提出了一种新的解决策略，他们利用人类诱导干细胞（iPSC）来源的肾祖细胞用于细胞治疗，使小鼠的急性肾损伤得以改善。
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. @' B- L4 ]/ V　　在与Astellas制药公司合作的这项新研究中，本文通讯作者长船建二（Kenji Osafune）带领的研究小组展示了一种巧妙的解决办法。他们转而将iPSC来源的肾祖细胞移植到肾被膜——它位于急性肾损伤小鼠模型的肾脏表面。即使移植的细胞从未与宿主结合，与接受其他类型细胞移植的小鼠相比，接受这一移植手术的小鼠也表现出较好的恢复，包括较少的坏死和纤维化。Osafune认为这种改善的一个原因是，使用了表达Osr1和Six2的细胞。虽然这2个因子已知是肾祖细胞的标志物，但是直到现在，研究人员还没有专门使用表达这两个因子的细胞用于细胞治疗。: ?- U# Q8 J* P* L0 h- r
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　　再生出完整皮肤系统
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6 K* }" Y% i- h. f- c: d　　2016年4月，日本研究人员在一项新研究中利用实验鼠的ips细胞再生出完整的皮肤系统。这可能将有助于开发出治疗烧伤、严重皮肤病、重度脱发等的新方法。$ i. E0 H0 k& ?( O0 Q' U
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　　日本理化学研究所研究小组首先利用实验鼠ips细胞培养出名为“胚样体”的细胞块，再将多个这样的细胞块放进胶原蛋白中并移植到实验鼠身上，形成了多种类的上皮组织。和天然的皮肤一样，这些上皮组织再生出了带有皮肤附属器的完整皮肤系统，这种皮肤还可以安全有效地移植到其他实验鼠身上。公报称，这是首次完整再生出拥有复杂构造的皮肤系统。这一技术今后有望用于开发烧伤以及严重皮肤病的新疗法。7 w7 e8 A# H# u- k) i
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　　再现小脑疾病成因
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　　2016年11月，日本科学家首次使用脊髓小脑变性症患者的皮肤细胞等制成诱导多功能干细胞，并使之分化成这种疾病中起关键作用的神经细胞，再现了这种小脑疾病的成因。
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1 ~: E! [, |: i3 ]' j8 X- V　　脊髓小脑变性症是一种罕见的小脑功能障碍疾病，由于小脑和脑干的神经细胞变性、脱落和减少，导致运动失调、动作迟缓以及语言障碍等问题，患者还可能彻底瘫痪。来自日本理化学研究所和京都大学的研究人员用遗传性脊髓小脑变性症患者的皮肤细胞和血液细胞培育出iPS细胞，再使之分化成一种在小脑皮质中承担处理信息功能、名为“浦肯野氏细胞”的神经细胞。在脊髓小脑变性症患者中，这种神经细胞出现特异性神经退行性改变。研究人员在特殊的培养液中再现了人工培养出的“浦肯野氏细胞”发生神经退行性改变的过程，并发现一些药物能够抑制这种变化。研究小组表示，期待能在这一发现的基础上开发出治疗脊髓小脑变性症的新药。/ ~. X2 d: |" i, X
　　
8 o$ [1 ~2 V% ?　　揭开遗传性耳聋成因
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9 [' h/ t2 _: e1 a' L, }* ]% i/ ?　　2017年1月，日本研究人员利用一种遗传性耳聋患者的诱导性多能干细胞培养出内耳细胞，并与健康人的内耳细胞相比较，发现了这一疾病的发病机制。这一研究也有望用于寻找其他听力障碍的治疗方法。" u# E. T% Z1 W8 A- X' G1 h
　　
' q' c) n, ^3 q  n! G　　庆应义塾大学等机构的研究人员利用患者的血液培育出ips细胞，再将其诱导分化成内耳细胞，并和健康人ips细胞分化而来的内耳细胞比较。研究发现，患者ips细胞分化而来的内耳细胞中蛋白质Pendrin出现异常凝集现象，细胞容易死亡，这和阿尔茨海默症的发病机制类似。研究人员在细胞实验中还发现了一种免疫抑制剂西罗莫司能够有效抑制内耳细胞死亡。此外，用患者的ips细胞培育获得内耳细胞也有望用于寻找其他听力障碍的治疗方法，研究人员准备就此进行进一步研究。
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" d' M! V0 K7 ^4 W　　编辑点评：胚胎干细胞研究历来受到伦理之争，这些争论终会对研究者造成影响，而ips细胞研究却不用担心这个问题，它及具有发育成多种组织细胞的可能，又可以让开伦理争议，因此近年受到越来越多的重视，特别是自2012年英国科学家约翰·格登和日本科学家山中伸弥因iPS细胞领域的贡献分享了诺贝尔生理学或医学奖以来，日本在这方面的研究尤为突出，业内目前所取得的种种突破也彰显了它的研究价值。未来ips细胞将会在哪些方面发力？这让大家好生期待。

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