多能幹細胞

研究曆程

多能幹細胞(Pluripotent stem cell，Ps)是當前幹細胞研究的熱點和焦點。它可以分化成體内所有的細胞，進而形成身體的所有組織和器官。因此，多能幹細胞的研究不僅具有重要的理論意義，而且在器官再生、修複和疾病治療方面極具應用價值。但是過去認為多能幹細胞隻能從人胚胎中獲得。

多能幹細胞（包括胚胎幹細胞和誘導多能幹細胞）體外心肌分化體系和分化的個階段的心肌細胞對于心髒發育生物學的研究、藥物篩選、心肌再生醫學及其均具有重要意義,并為研究人類心髒疾病提供了獨特的體外模型。

2006年日本科學家通過使用導入外源基因的方法，讓體細胞變成多能幹細胞，獲得了2012年諾貝爾獎。中國科學家這次僅使用小分子化合物對體細胞進行處理，就成功得到了多能幹細胞，并用這種細胞培育出多隻健康小鼠。

2007年，美國和日本科學家發現，應用人和鼠的正常皮膚細胞，導入KLF4、OCT4、SOX2和C-MYC四種基因，即可由正常體細胞轉化成多能幹細胞。這種基因誘導而産生的多能幹細胞稱為誘導多能幹細胞(iPs)。除了皮膚細胞，其他體細胞也可以産生iPs。現在應用iPs已經成功培養和分化出心肌、神經、胰腺、骨等多種體細胞和不同的組織。

但是，過去誘導多能幹細胞必須應用逆轉錄病毒載體才能進行基因組整合。由于基因組整合的随機性，可發生突變，甚至可以引起癌症和遺傳疾病。

哈佛幹細胞研究中心和麻省醫院腫瘤中心的科學家，成功應用無害基因組整合病毒載體(重組腺病毒載體)，進行以上四種基因轉移，成功地将成纖維細胞和肝細胞分化成多能幹細胞，成為Adeno-iPs，将幹細胞的實際應用又大大向前推進了一步。多能幹細胞研究和應用将會成為21世紀最偉大的醫學生物學成就之一。

應用

多能幹細胞對科學和人類健康的進展的重要性。最基本的，多能幹細胞可以幫助理解人類發育過程中的複雜事件。該項工作的首要目标是，确定參與導緻細胞特化的決定因素。雖然已知基因的啟動和關閉是該進程的核心，但對這些"決定"基因以及使之啟動或關閉的因素知之甚少。

人類最嚴重的醫學難題，如癌症和先天缺陷就是因異常的細胞特化和細胞分化所導緻。如果能更好地了解正常細胞的分化發育過程，從而能更深刻地理解其中的基本錯誤，了解這些緻死疾病的成因。

人體多能幹細胞研究也能大大地改變研制藥品和進行安全性實驗的方法。例如，新的藥物/治療方法可以先用人類細胞系進行實驗，如目前的癌細胞系就是為了這種實驗而建立的。

多能幹細胞則使更多類型的細胞實驗成為可能。這不會取代在整個動物和人體身上進行實驗，但這會使藥品研制的過程更為有效。隻有當細胞系實驗表明藥品是安全的，并有好的效果時，才有資格在實驗室進行動物和人體的進一步實驗。

人體多能幹細胞最為深遠的潛在用途是生産細胞和組織，它們可用于所謂的"細胞療法"。許多疾病及功能失調往往是由于細胞功能障礙或組織破壞所緻。如今，一些捐贈的器官和組織常常用以取代生病的或遭破壞的組織。遺憾的是，受這些疾病折磨的病人數量遠遠超過了可供移植的器官數量。

多能幹細胞經刺激後可發展為特化的細胞，使替代細胞和組織來源的更新成為可能，從而可用于治療無數的疾病、身體不适狀況和殘疾，包括帕金森氏病、Alzheimer’s病（癡呆症）、脊髓損傷、中風、燒傷、心髒病、糖尿病、骨關節炎和類風濕性關節炎。