诱导性多能干细胞(IPS)
研究背景
最近几年生命科学研究领域最热门的话题之一就是iPS细胞,几乎没有其它研究方向能与之媲美。iPS技术既受科学界的追捧,因为它具有非常重要的科学价值,也受普罗大众的欢迎。因为一些国家明确反对胚胎干细胞研究,使国际上许多有关的干细胞研究处于进退两难的境地。在一些国家陆续宣布禁止胚胎干细胞研究后,这一干细胞研究领域最有前途的研究道路被逐渐堵死,这也大大打击了一些国家的科学家对于干细胞研究的积极性。而“iPS细胞”的出现则让大家站在了公平竞争的起跑线上。一方面解决了利用胚胎进行干细胞研究的道德争议,另一方面也使得干细胞研究的来源更不受限。iPS细胞具有和胚胎干细胞类似的功能,却绕开了胚胎干细胞研究一直面临的伦理和法律等诸多障碍,因此在医疗领域的应用前景非常广阔。这一新技术也被权威科学杂志《自然》、《科学》分别评为今年第一大和第二大科学进展。
图1 iPS研究从2006年开始到目前为止的一个发展趋势。数据来源:Highwire press (http://highwire.stanford.edu/)
iPS细胞全称为诱导性多能干细胞,是由体细胞诱导而成的干细胞,具有和胚胎干细胞类似的发育多潜能性。2006年7月,日本科学家首次宣布发现了将小鼠皮肤细胞转化为多能干细胞的方法;
图2 iPS细胞的建立
2007年11月,美国和日本科学家将人类细胞诱导为iPS细胞,被《科学》(Science)杂志评为2008年世界十大科技进展之首。iPS细胞在生物和医学领域具有广阔的应用前景,有望成为实施再生医学和细胞治疗的重要细胞来源。IPS细胞是由一些多能遗传基因导入皮肤等细胞中制造而成。让普通体细胞“初始化”,使其具备干细胞功能。iPS细胞和ES细胞除了不能生成胚胎以外,可以产生所有的细胞,如果用于医疗,那么理论上可以治愈所有疾病。现在,iPS细胞的制备已成常规实验操作,科学家已懂得利用这个利器去攻克疾病和基础生物学领域里的种种难题。
图3 iPS细胞在人类疾病研究工作中的用途
借助iPS细胞技术人们可以制备出各种各样用途广泛的具有患者特异性的或者疾病病种特异性的人体细胞。可以利用这项技术进行遗传病的治疗、研究疾病发病机制、用患者自身细胞治疗疾病或药物筛选及遗传学筛选等。
相关文献
结果讨论
上述文献所列出的iPS多向分化潜能及应用的文章中定向分化的细胞均采用BD Aria分选型流式细胞仪进行鉴定和纯化的。目前iPS细胞已经开始作为一项研究手段广泛地进入了基础生物学和临床医学研究的各个领域。而iPS细胞能否按照人们预想的方向进行分化以及分化后的细胞功能性的验证则需要流式细胞仪进行特异性标记物的鉴定,对于鉴定后的细胞则需要纯化和富集进行下游的科学研究,所以细胞的活性就成为生物学功能研究至关重要的环节。
编辑: gaowei2010
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