诱导多能干细胞的发现（诱导多功能干细胞是如何产生的）

什么是诱导多能干细胞

诱导多能干细胞最早是2006年由日本的两位科学家Kazutoshi Takahashi 和Shinya Yamanaka报道，文章发表于《细胞学》杂志。有很多学者预言这两位作者最终可能因此而获得诺贝尔奖。

当时作者最初的思路来自于体细胞核移植入未受精卵细胞内能使该细胞核进行重新编程（reprogrammed,亦可理解为细胞核的去分化，体细胞核移植是克隆动物的第一步，这里关于克隆动物的部分暂不描述），因此作者认为未受精卵和胚胎干细胞中含有某些能给予体细胞全能性或者多能型的因子。

因此作者对24个符合此类条件的候选基因进行筛选，作者将这些基因导

入鼠体细胞中（采用逆转录转染的方式）诱导体细胞成为多能干细胞。作者巧妙地采用24-1的筛选方式，以确定那些基因对于IPS用处不大。而后进一步采用10-1的筛选方式，最终确定了外泌体动脉粥样硬化Oct3/4, Sox2, c-Myc,Klf4这四个因子起关键作用。这四个因子最终也被很多学者成为“典型山中因子”。

通过采用导入外源基因的方法使体细胞去分化为多能干细胞，对于这类干细胞我肾脏干细胞再生还要多久可以临床们称之为诱导多能干细胞（IPS，Induced Pluripotent Stem Cells）

中国科学家诱导出“最年轻”人类全能干细胞，该成果有哪些重大意义？

中国科学院华大和深圳等多家机构生命科学研究所的研究人员，通过体细胞诱导产生一种类似受精卵的3天状态的人体全面发展，这是目前世界上体外培养的“最年轻”的人体细胞，这是继再生医学领域的又一次革命性突破之后，人类多能干细胞的成功诱导。研究结果于北京时间3月22日凌晨发表在国际领先学术期刊《自然》上。

正如你男性如何护理皮肤所知道的，我们的生命始于一个受精卵，然后，随着受精卵无限地分裂，不同的细胞发展成我们不同的组织和器官，最终形成整个人体。已经分化成一种组织或器官的细胞没有分化成其他组织或器官的潜力。研究人员发明了一种“魔药”，可以将皮肤细胞转化为万能药。其作用是使细胞的“成人”版本恢复活力，并将其逆转为具有更多可能性的“婴儿”版本。在只分裂三次之后，全能细胞就能再现受精卵的胚胎状态。与过去的多能干细胞相比，这些细胞可以分化成胎盘组织，并可能发展成更多样的身体组织，为全世界数百万需要器官移植的患者带来好处。

研究允许“成年”版本的细胞被反向改造成更有可能的“婴儿”版本。由于这次获得的全能性细胞更接近受精卵的原始状态，具有更高的全能性，如果用于再生医学，培养的器官将更接近真实器官的状态，更有利于移植。这意味着，通过科学家们的不懈努力，在未来，取一小块皮肤(或一小管血液)，可以用有针对性的方式，利用你自己的细胞，培育你需要的器官。这对解决器官短缺、异种移植排斥反应等问题具有重要意义。

单细胞测序技术的进步使突破成为可能，过去，研究人员可能需要治疗和培养数千个细胞来进行同样的实验，但成功的几率不到15%，就像大海捞针一样。研究人员发现，在受精卵形成3天后，诱导多能性干细胞与人类胚胎中的胚胎细胞高度相似，并显示出多能性。为今后利用患者自身的细胞进行器官培养、移植和器官替代提供了科学依据。

什么是诱导多能干细胞？

诱导多能干细胞是对成熟细胞“重编程”得到的，像胚胎干细胞一样具备分化成多种细胞的潜力，可用于修复受损的组织和器官。

“基因剪刀”指ＣＲＩＳＰＲ基因编辑技术，用它能像在电脑上编辑文章一样，精确查找一串代码在基因组中的位置，进行删除或修改。

美国格拉德斯通研究所日前发布新闻公报说，该所研究人员发现，用“基因剪刀”对基因组进行一处修改，就能使皮肤细胞实现重编程，转变成干细胞。相关论文发表在新一期美国《细胞－干细胞》杂志上。

每个细胞都拥有生物的全套基因组，其具体身份和功能取决于哪些基因处于工作状态。在皮肤细胞里，与皮肤功能相关的基因打开，其他基因关闭。要把它变成干细胞，就要关闭皮肤相关基因，打开与干细胞功能相关的基因。

在以往研究中，人们一般用几种称为转录因子的蛋白质，来调整基因组代码读取过程、改变各基因的工作状态；另一种方法是用化学物质刺激细胞。直接修改基因组培育出干细胞，这还是第一次。

人工诱导多能干细胞是怎么做到的？

干细胞（stem cell）是一类人体内未充分分化、具有自我复制（self‐renewal）和多向分化（differentiation）能力的细

胞。

      诱导多潜能性干细胞(induced pluripotentstem cells, iPScells）是由一些多能遗传基因导入皮肤等受体细胞中通过基因重新编排方法，“诱导”普通细胞回到最原始的胚胎发育状态，能够像胚胎干细胞一样进行分化。

      四个必不可少的基因

1）Oct4是哺乳动物胚胎发育的一个关键的调控因子。是全能性的标志，它能够促使ICM形成、维持胚胎干细胞未分化前状态并促进其增殖

2）Sox2 和Klf4是基因转录因子。

3）c-Myc是一个原癌基因。

参考文献：人工诱导多能干细胞研究进展；

体外定向诱导人工诱导多功能干细胞向心肌细胞分化