胚胎干细胞类似的克隆形成能力、自我更新和多能分化潜能,而且克服了临床上特定细胞取 材在伦理和技术方面的限制。目前,最常使用的动物模型不但涉及伦理问题且与人类存在遗 传背景、生理及药物代谢等方面的差异,因此难以用来充分阐明人类疾病背后的详细分子机 制。iPSC技术代表了一种新方法,它们可以扩增到非常大的数量并直接分化生成各种疾病 的患者特异性组织模型,并且可针对不同患者建立特异性iPSC疾病模型,筛选出具有针对 性的药物,真正实现个体化治疗。目前,神经系统疾病、心血管疾病、呼吸系统疾病、血液 系统、泌尿系统疾病、肝病和眼科疾病等许多疾病特异性的iPSC细胞系已被成功建立,这 些细胞可用于临床疾病治疗,药物开发和基础研究。LANG等对携带帕金森疾病风险变异的 iPSC诱导的多巴胺神经元进行高分辨率单细胞转录组学分析,重建了由基因表达改变导致 的内质网应激反应轴,并发现去乙酰化酶4是帕金森疾病进展的上游调节因子。人iPSC 分化的心肌细胞与目前的原代心肌细胞模型相比,心肌细胞形态结构和收缩力没有显著差 异,并对大多数作用于心脏的药物有类似反应。 SUGIMURA等首次利用7个转录因子,将成 体细胞来源的iPSC转化为造血干细胞,其与天然造血干细胞具有十分相似的特性。这种造 血干细胞在模拟人类遗传性血液病,以及评估基因治疗载体或药物恢复造血功能的疗效方面 具有广阔的前景。为了了解乙型肝炎病毒( hepatitis b virus,HBV)的感染机制并开发有 效的抗HBⅤ药物, SAKURAI等建立一个iPSC诱导来源的肝细胞样细胞( iPSC cell- derived hepatocyte- like cells,iPS-HLCs)模型。在接种HBV后,iPS-HCs中HBV蛋白和病毒 RNA表达显著升高,抗HV药物恩替卡韦等能显著抑制iPS-HCs中HBV的感染,这说明 iPS-HCs可以模拟体外HBV感染状态。SA等将诱导多能干细胞分化的内皮细胞、特发性 肺动脉高压患者的肺动脉内皮细胞与正常对照组进行比较,其粘附、迁移、存活和管形成能 力均有相似程度的降低,BMPR2和下游信号通路及胶原蛋白ⅣV表达均降低,且两者对弹性 蛋白酶抑制剂 ElafinElafin和免疫抑制剂FK506的反应类似,这些研究表明诱导多能干细 胞来源的内皮细胞为特发性或遗传性肺动脉高压病后续治疗药物筛查提供了一种良好的供 2.2、IPSC的干细胞疗法 在干细胞治疗应用中,分离的iPSC中的遗传缺陷可首先通过基因靶向治疗,然后诱导 细胞分化为目标祖细胞或功能细胞,这些自体细胞可以通过不同的方法传递到患者的损伤部 位,以加速组织修复。老年性黄斑变性和相关的黄斑营养不良是导致视力丧失的主要原因。 2014年, REARDON等进行了第一次基于iPSC疗法的人体试验,他们将病人iPSC来源的视网 膜色素上皮层植入70岁患有老年性黄斑变性的女性患者的右眼。该疗法阻止了患者的黄斑 变性并改善了视力。但是,随后的临床试验因第2例患者来源的iPSC发生了两个基因突变 而被推迟。2017年3月, MANDAⅠ等将诱导多能性干细胞来源的视网膜色素上皮细胞片成功 移植于患者黄斑下,并在术后1年证实了移植的有效性和安全性,尽管囊性黄斑水肿仍然存 在,但患者最佳矫正视力已稳定,这表明iPSC细胞疗法至少延缓了该疾病的退行性影响 最近的一项临床前试验表明,人类iPSC细胞来源的中脑多巴胺能祖细胞在神经毒素MPTP 处理的灵长类帕金森疾病( parkinson' disease,PD)模型中存活下来并发挥作用,经过2 年的观察,组织学研究表明与健康个体一样,成熟的多巴胺能神经元将致密的神经突延伸至 宿主纹状体,根据分数分析和录像记录,移植后猴子的自发运动增加,而且移植物没有引起 明显的免疫反应,也没有在大脑中形成肿瘤。这项使用灵长类动物模型的临床前研究表明 人类iPSC细胞来源的多巴胺能祖细胞有望在临床上用于PD患者的治疗。虽然iPSC在临 床治疗上具有极大的前景,但真正在临床上实现该疗法还存在许多障碍需要跨越,如培养方 案、移植方法、肿瘤原性和免疫原性的安全性保证等胚胎干细胞类似的克隆形成能力、自我更新和多能分化潜能，而且克服了临床上特定细胞取 材在伦理和技术方面的限制。目前，最常使用的动物模型不但涉及伦理问题且与人类存在遗 传背景、生理及药物代谢等方面的差异，因此难以用来充分阐明人类疾病背后的详细分子机 制。iPSC 技术代表了一种新方法，它们可以扩增到非常大的数量并直接分化生成各种疾病 的患者特异性组织模型，并且可针对不同患者建立特异性 iPSC 疾病模型，筛选出具有针对 性的药物，真正实现个体化治疗。目前，神经系统疾病、心血管疾病、呼吸系统疾病、血液 系统、泌尿系统疾病、肝病和眼科疾病等许多疾病特异性的 iPSC 细胞系已被成功建立，这 些细胞可用于临床疾病治疗，药物开发和基础研究。LANG 等对携带帕金森疾病风险变异的 iPSC 诱导的多巴胺神经元进行高分辨率单细胞转录组学分析，重建了由基因表达改变导致 的内质网应激反应轴，并发现去乙酰化酶 4 是帕金森疾病进展的上游调节因子。人 iPSC 分化的心肌细胞与目前的原代心肌细胞模型相比，心肌细胞形态结构和收缩力没有显著差 异，并对大多数作用于心脏的药物有类似反应。SUGIMURA 等首次利用 7 个转录因子，将成 体细胞来源的 iPSC 转化为造血干细胞，其与天然造血干细胞具有十分相似的特性。这种造 血干细胞在模拟人类遗传性血液病，以及评估基因治疗载体或药物恢复造血功能的疗效方面 具有广阔的前景。为了了解乙型肝炎病毒（hepatitis B virus，HBV）的感染机制并开发有 效的抗 HBV 药物，SAKURAI 等建立一个 iPSC 诱导来源的肝细胞样细胞（iPSC cell⁃derived hepatocyte⁃like cells，iPS⁃HLCs）模型。在接种 HBV 后，iPS⁃HLCs 中 HBV 蛋白和病毒 RNA 表达显著升高，抗 HBV 药物恩替卡韦等能显著抑制 iPS⁃HLCs 中 HBV 的感染，这说明 iPS⁃HLCs 可以模拟体外 HBV 感染状态。SA 等将诱导多能干细胞分化的内皮细胞、特发性 肺动脉高压患者的肺动脉内皮细胞与正常对照组进行比较，其粘附、迁移、存活和管形成能 力均有相似程度的降低，BMPR2 和下游信号通路及胶原蛋白 IV 表达均降低，且两者对弹性 蛋白酶抑制剂 ElafinElafin 和免疫抑制剂 FK506 的反应类似，这些研究表明诱导多能干细 胞来源的内皮细胞为特发性或遗传性肺动脉高压病后续治疗药物筛查提供了一种良好的供 体。 2.2、IPSC 的干细胞疗法[4] 在干细胞治疗应用中，分离的 iPSC 中的遗传缺陷可首先通过基因靶向治疗，然后诱导 细胞分化为目标祖细胞或功能细胞，这些自体细胞可以通过不同的方法传递到患者的损伤部 位，以加速组织修复。老年性黄斑变性和相关的黄斑营养不良是导致视力丧失的主要原因。 2014 年，REARDON 等进行了第一次基于 iPSC 疗法的人体试验，他们将病人 iPSC 来源的视网 膜色素上皮层植入 70 岁患有老年性黄斑变性的女性患者的右眼。该疗法阻止了患者的黄斑 变性并改善了视力。但是，随后的临床试验因第 2 例患者来源的 iPSC 发生了两个基因突变 而被推迟。2017 年 3 月，MANDAI 等将诱导多能性干细胞来源的视网膜色素上皮细胞片成功 移植于患者黄斑下，并在术后 1 年证实了移植的有效性和安全性，尽管囊性黄斑水肿仍然存 在，但患者最佳矫正视力已稳定，这表明 iPSC 细胞疗法至少延缓了该疾病的退行性影响。 最近的一项临床前试验表明，人类 iPSC 细胞来源的中脑多巴胺能祖细胞在神经毒素 MPTP 处理的灵长类帕金森疾病（parkinson′sdisease，PD）模型中存活下来并发挥作用，经过 2 年的观察，组织学研究表明与健康个体一样，成熟的多巴胺能神经元将致密的神经突延伸至 宿主纹状体，根据分数分析和录像记录，移植后猴子的自发运动增加，而且移植物没有引起 明显的免疫反应，也没有在大脑中形成肿瘤。这项使用灵长类动物模型的临床前研究表明， 人类 iPSC 细胞来源的多巴胺能祖细胞有望在临床上用于 PD 患者的治疗。虽然 iPSC 在临 床治疗上具有极大的前景，但真正在临床上实现该疗法还存在许多障碍需要跨越，如培养方 案、移植方法、肿瘤原性和免疫原性的安全性保证等