发布时间 : 星期一 文章细胞重编程与iPSCs更新完毕开始阅读7d441a597ed5360cba1aa8114431b90d6d85895f
（OSKM）[5]和 Thomson 因子（OSNL）[6]。它们通过激活全能性基因的表达，同时抑制体细胞中组织特异性基因的表达，使体细胞重新获得干细胞的特性。
1.诱导多能干细胞的主要技术：
目前，诱导体细胞重编程为iPSCs的方法主要包括以下几种：
（1）经典DNA法：这种方法由Takahashi在2006年首创，而后经由许多科研组不断地发展创新。这包括了用逆转录病毒、慢病毒、转座子、腺病毒、质粒等载体将OSKM 等重编程因子转染待编程细胞而成功获得 iPSCs。该法虽然诱导效率较高，但同时其引起插入突变和致瘤性风险也很高。
（2）蛋白质法：将重编程因子在原核或真核表达载体中表达为重组蛋白后导入体细胞实现重编程。这种技术避免了插入突变，提高了重编程的安全性，但诱导效率相当低，技术难度高，需要大量纯化蛋白，成本昂贵。
（3）化学方法（小分子化合物法）：筛选适当的小分子化合物取代重编程因子，通过影响细胞的表观遗传学和关键信号通路，实现体细胞的重编程。 2013年, 邓宏魁研究组开辟了一条全新的iPSCs诱导途径——仅使用6种小分子化合物实现体细胞诱导重编程.，这种诱导出来的iPSCs被命名为“CiPSCs”[7]。
小分子化合物诱导法完全避免了外源基因的插入, 大大降低了iPSCs 诱导造成基因突变的风险。化学方法另一个主要的优点在于可以微调小分子的浓度、持续时间、结构和组合，更为精细地分阶段操控CiPSCs的生成。 （4）RNA法：该法具有诱导速度快、效率较高、无基因组整合和插入风险等特点，故而成为如今诱导iPSCs的热点。迄今用于iPSCs诱导的RNAs主要有 mRNAs 和非编码 RNAs（ncRNAs）两大类。
2.iPSCs的来源：
自成功建立小鼠iPSCs以来，与iPSCs有关的研究取得了突飞猛进的发展。科学家们已经探索出了许多的方法用以获得iPSCs，包括基因导入技术重编程，蛋白质转染技术重编程，以及加入一些化学物质提高重编程的效率[8]。
经过许多科学家的努力，迄今为止，许多iPSCs的细胞系均已建立，如人、大鼠、猪、猴和兔[9]。而细胞的来源也多种多样，用于细胞治疗的研究工作的细胞可以来源于人肝细胞，胃上皮细胞，间充质细胞，胰细胞，皮肤成纤维细胞，
还有一些通过无创方法得到的外周血细胞，尿液中的肾小管内皮细胞等[10][11]。 由于细胞来源的广泛以及取材的便利，iPSCs的研究发展迅速，应用前景十分可观。
3.疾病特异性iPSCs细胞系的建立：
科学家们在对某些疾病的发病机制和治疗方案的研究中，往往需要建立特定的疾病背景，例如利用动物模型对发病机制进行排查以及药物筛选。但是由于很多疾病并没有相应的动物模型,特别是某些人类遗传病。因此，科学家们更为关注的是对于人类疾病特异性iPSCs的研究。由于疾病特异性iPSCs带有与疾病有关的遗传信息，可以用于建立疾病模型以研究疾病发生机制，进而用于药物筛选和个性化细胞及基因治疗。
到目前为止,成功建立的人的疾病特异性iPSCs细胞系主要包括糖尿病、肌萎缩性侧索硬化症、雷特氏综合征、杜氏肌营养不良症、帕金森病、精神分裂症、威尔森氏症、范氏贫血症、地中海贫血症、豹斑综合征、 肝脏疾病、长 Q-T 间期综合征、脊髓性肌萎缩、弗里德赖希共济失调、普瑞德-威利综合征、蒂莫西综合征、阿尔茨海默病、骨性关节炎、先天性角化不良以及白内障等[8]。这些人类疾病特异性iPSCs的获得,为疾病体外模型的建立奠定了基础。
由此可见，利用iPSCs建立的的疾病的模型及相关疾病的机理研究已取得了系列进展，但iPSCs 定向分化成复杂疾病相关细胞和研究多重细胞表型疾病机制仍是挑战，这也是目前全世界科学家们的研究热点。
重编程过程是一个复杂的网络化的协作过程, 尽管目前仍然有大量的问题等待探索，但其对于科研和临床的巨大益处是大家有目共睹的！我们应该对这种技术的未来充满信心！
参考文献：
[1] 李鑫, 王加强, 周琪. 体细胞重编程研究进展[J]. 中国科学:生命科学, 2016(1).
[2] Briggs R, King T J. Transplantation of living nuclei from blastula cells into enucleated frogs’ eggs. Proc Natl Acad Sci USA, 1952, 38:455–463
[3] Grigoryev S.A., Bednar J., and Woodcock C.L., 1999, MENT, a heterochromatin protein that mediates higher order chromatin folding, is a new serpin family member, J. Biol. Chem., 274(9): 5626-5636
[4] 付艳宾, 龙媛, 谢欣. 全化学诱导体细胞重编程和转分化[J]. 生命科学, 2016(8):941-948.
[5] Takahashi K, Yamanaka S. Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors[J]. Cell, 2006, 126: 663–676
[6] Cox J L, Rizzino A. 2010. Induced pluripotent stem cells: What lies beyond the paradigm shift. Experimental Biology and Medicine, 235(2): 148–158
[7] Hou P P, Li Y Q, Zhang X, et al. Pluripotent stem cells induced from mouse somatic cells by small-molecule compounds[J]. Science, 2013. doi: 10.1126/science.1239278
[8] 彭静, 黄聪, 蒋思文，诱导多潜能干细胞(i PSCs)的临床应用进展[J]科学通报, 2014, 59: 763–768
[9] 付玉华， 周秀梅，徐凤青，钱其军， 诱导多潜能干细胞(iPSCs)的研究与应用进展[J]Progress in Biochemistry and Biophysics ,2011, 38(2): 101-112
[10] Jing ZHAO§, Wen-jie JIANG§, Chen SUN, Cong-zhe HOU, Xiao-mei YANG, Jian-gang GAO, Induced pluripotent stem cells:origins, applications, and future perspectives[J]. Zhejiang Univ-Sci B (Biomed & Biotechnol), 2013 14(12):1059-1069 [11] Chen L Y, Liu L. Current progress and prospects of induced pluripotent stem cells[J]. Sci China Ser C-Life Sci, 2009, 52(7): 622-636