浅谈诱导多功能干细胞研究状况 顾闻喆 (上海交通大学农业与生物技术学院，上海市，200240) 摘要：胚胎干细胞在医学治疗和细胞学研究中有重要意义，但由于种种原因无法实际应用。现有技术能利用将特定基因或是 特定基因产物等方导入体细胞，制造出诱导多功能干细胞，使该体细胞变成为具备如同胚胎干细胞般，具有分化成各式细胞 之多功能分化能力，并且可以持续增生分裂的诱导多功能干细胞。本文就诱导多功能干细胞的概念、建立方法、研究进展进 行介绍，并对其未来的研究方向和可能产生的困难进行探讨，为大家了解这项新技术提供参考。 关键词：诱导多功能干细胞：研究历程；未来展望 Review of current development situation on iPS cells research Gu Wenzhe (Department of Agriculture and Biotechnology;Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,PR China.) Abstract:Human embryonic stem cells is important in medical treatment and cytological studies,but for various reasons can not be put in practice.Now we can import a specific gene or gene product of a particular peer into somatic cells and produce ips cells,so that the body cells come to have the possibility of differentiate into a variety of cells and can be sustained proliferation induced pluripotent stem cell division as general embryonic stem cells.In this paper,the concept of induced pluripotent stem cells,the establishment of methods,research advances are introduced,and discuss its future research directions and the difficulties that may arise,provide a reference of understanding this new technology. Key Words:induced pluripotent stem cells;research process;future prospects 体将四个转录因子(Oct4,Sox2,K1f4和c-Myc)的 0 引言 组合转入分化的体细胞中，使其重编程而得到的类 诱导多功能千细胞(induced pluripotent stem 似胚胎干细胞的一种细胞类型。随后世界各地不同 cells,iPS cells)为利用导入特定基因或是特定基因 科学家陆续发现其它方法同样也可以制造这种细 产物（蛋白质）等方式送入体细胞（如：皮肤细胞 胞。 或是肝脏细胞)中，使该体细胞变成为具备如同胚 最初的思路来自于体细胞核移植入未受精卵 胎干细胞(ES细胞)般，具有分化成各式细胞之多 细胞内能使该细胞核进行重新编程（可理解为细胞 功能分化能力，并且可以持续增生分裂。 核的去分化)，因此认为未受精卵和胚胎干细胞中 干细胞(stem cell)具有无限制自我更新能力、 含有某些能给予体细胞全能性或者多能型的因子。 同时也可分化成特定组织的细胞，在细胞发育过程 此后，对24个符合此类条件的候选基因进行 中处于较原始阶段。 筛选，采用逆转录转染的方式将这些基因导入鼠体 人体胚胎干细胞(hES)有潜力在体内发育成任 细胞中，诱导体细胞成为多能干细胞。他巧妙地采 何细胞类型，但供体卵母细胞的来源困难，E$细胞 用24-1的筛选方式，以确定那些基因对于PS用处 建系效率低、有免疫排斥反应、具有成瘤性、在体 不大。而后进一步采用10-1的筛选方式，最终确定 外保持全能性的条件非常复杂、还有伦理学争论， 了Oct3/4,Sox2,c-Myc,KIf4这四个因子起关键作 无法广泛使用。 用，是能给予体细胞全能性或者多能型的因子。 最初是日本人山中申弥于2006年利用病毒载 1iPS细胞建立简要过程1 浅谈诱导多功能干细胞研究状况 顾闻喆 （上海交通大学农业与生物技术学院，上海市，200240） 摘要：胚胎干细胞在医学治疗和细胞学研究中有重要意义，但由于种种原因无法实际应用。现有技术能利用将特定基因或是 特定基因产物等方导入体细胞，制造出诱导多功能干细胞，使该体细胞变成为具备如同胚胎干细胞般，具有分化成各式细胞 之多功能分化能力，并且可以持续增生分裂的诱导多功能干细胞。本文就诱导多功能干细胞的概念、建立方法、研究进展进 行介绍，并对其未来的研究方向和可能产生的困难进行探讨，为大家了解这项新技术提供参考。 关键词：诱导多功能干细胞；研究历程；未来展望 Review of current development situation on iPS cells research Gu Wenzhe (Department of Agriculture and Biotechnology;Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, PR China.) Abstract: Human embryonic stem cells is important in medical treatment and cytological studies, but for various reasons can not be put in practice. Now we can import a specific gene or gene product of a particular peer into somatic cells and produce ips cells, so that the body cells come to have the possibility of differentiate into a variety of cells and can be sustained proliferation induced pluripotent stem cell division as general embryonic stem cells. In this paper, the concept of induced pluripotent stem cells, the establishment of methods, research advances are introduced, and discuss its future research directions and the difficulties that may arise, provide a reference of understanding this new technology. Key Words: induced pluripotent stem cells; research process; future prospects. 0 引 言 诱导多功能干细胞（induced pluripotent stem cells, iPS cells）为利用导入特定基因或是特定基因 产物（蛋白质）等方式送入体细胞（如：皮肤细胞 或是肝脏细胞）中，使该体细胞变成为具备如同胚 胎干细胞（ES 细胞）般，具有分化成各式细胞之多 功能分化能力，并且可以持续增生分裂。 干细胞（stem cell ）具有无限制自我更新能力、 同时也可分化成特定组织的细胞，在细胞发育过程 中处于较原始阶段。 人体胚胎干细胞(hES)有潜力在体内发育成任 何细胞类型，但供体卵母细胞的来源困难, ES 细胞 建系效率低、有免疫排斥反应、具有成瘤性、在体 外保持全能性的条件非常复杂、还有伦理学争论， 无法广泛使用。 最初是日本人山中申弥于 2006 年利用病毒载 体将四个转录因子（Oct4, Sox2, Klf4 和 c-Myc）的 组合转入分化的体细胞中，使其重编程而得到的类 似胚胎干细胞的一种细胞类型。随后世界各地不同 科学家陆续发现其它方法同样也可以制造这种细 胞。 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（可理解为细胞 核的去分化），因此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。 此后，对 24 个符合此类条件的候选基因进行 筛选，采用逆转录转染的方式将这些基因导入鼠体 细胞中，诱导体细胞成为多能干细胞。他巧妙地采 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 Oct3/4, Sox2, c-Myc，Klf4 这四个因子起关键作 用，是能给予体细胞全能性或者多能型的因子。 1 iPS 细胞建立简要过程