劍橋大學研究人員發(fā)現(xiàn)了迄今為止最有力的證據(jù)，表明人類多能干細胞（human pluripotent stem cells）被移植入胚胎后將正常發(fā)育。這些研究結果2015年12月17日發(fā)表于《Cell Stem Cell》期刊，對再生醫(yī)學具有重要意義。

人類多能干細胞(hPSC) 在成年人的身體中可以發(fā)展成為任何類型的細胞， 它對心血管到阿爾茨海默氏癥的疾病建模中進行的藥物研發(fā)和創(chuàng)造替代細胞提供了巨大的潛力。

但這樣會有風險：移植hPSCs也可能發(fā)展成為腫瘤。2015年11月10日發(fā)布的一項新的研究結果表明，新的“祖細胞能無限擴張和分化成成熟的腎臟細胞，但沒有形成腫瘤的風險?！?/p>

Karl Willert博士說， “這項工作在組織工程或重建功能器官中起到很好的補充作用，如我們所看到的微型腎，它代表了一種新型的細胞來源?！?/p>

Willert設計了一種體外微環(huán)境，該環(huán)境可使早期胚胎發(fā)育的三個主要胚芽層之一的中胚層祖細胞hPSC同質擴張。胚芽層是一種在胚胎發(fā)生的主要層細胞。早期祖細胞是干細胞的后代，分化能力有限。

用于再生醫(yī)學或生物醫(yī)學研究的人類多能干細胞主要有兩個來源：胚胎干細胞和誘導多能干細胞。人類多能干細胞被視為有希望被療法性用于再生醫(yī)學，治療影響各種器官和組織的毀滅性疾病，尤其是那些再生能力比較差，比如心臟、大腦和胰腺等臟器中的疾病。

不過，有些科學家一直擔心這些細胞可能無法適當?shù)厝谌肷眢w，因而不能按照要求增殖和分布，導致腫瘤。最新的這項研究表明，這種情況不會發(fā)生，這些干細胞在被適當?shù)匾浦矔r，用于再生醫(yī)學可能是安全的。

劍橋大學Anne McLaren再生醫(yī)學實驗室教授Roger Pedersen在評論共同作者Victoria Mascetti的研究發(fā)現(xiàn)時表示：“我們的研究提供了強有力的證據(jù)，表明人類干細胞將以正常而安全的方式發(fā)育。這可能是再生醫(yī)學領域一直在等待的消息?！保–ell Stem Cell, doi:10.1016/j.stem.2015.11.017）

8.誘導多能干細胞人體試驗在全球科學界激起波瀾

“這是令人敬畏的、瘋狂的，我非常激動，我一直在等待它的到來?！泵绹永Ｄ醽喼堇蓙喫箍死账寡芯克杉毎飳W家Jeanne Loring說。她是全世界歡迎干細胞療法新消息的幾位研究人員中的一位——存在視覺缺陷的一位日本女性成為接受誘導多能干（iPS）細胞療法的第一人。

如果該過程被證明是安全的，它可以軟化其他國家對iPS細胞人體試驗的管理態(tài)度，并將為治療帕金森氏病和糖尿病等其他疾病鋪平道路。它還將鞏固飽受干細胞丑聞困擾的日本的iPS細胞研究領跑者的地位。

盡管如此，人們對iPS細胞制備的組織也有擔憂，這可能阻止各國批準臨床試驗。身體里的免疫系統(tǒng)將會攻擊它們，或者它們之中仍包含一些處于可塑狀態(tài)的細胞，并導致癌癥性生長，盡管Loring指出，這種情況并沒有在胚胎干細胞療法人體試驗中發(fā)生——人們也曾對該細胞有類似的擔憂。

2013年7月，日本管理機構批準理化學研究所（RIKEN）發(fā)育生物學中心（CDB）眼科醫(yī)生Masayo Takahashi領銜的研究小組收集細胞用于臨床iPS細胞初步研究。

她的研究團隊提取了上述患者的皮膚細胞，這位現(xiàn)年70歲的女性因老年性黃斑變性而出現(xiàn)視網(wǎng)膜損傷。之后，研究人員重新改編了皮膚細胞，使其成為iPS細胞，并誘導這些細胞變成視網(wǎng)膜組織。9月8日，Takahashi提供證據(jù)顯示，這些細胞具有遺傳穩(wěn)定性和安全性——這是它們能被移植入眼睛的先決條件。手術在4天后進行，RIKEN報告稱患者沒有出現(xiàn)不良反應。

不過，在該實驗中，這位女性患者的視力不太可能改善。但全世界的研究人員都在觀望這些細胞能否阻止視網(wǎng)膜進一步退化，以及是否出現(xiàn)副作用。如果該患者經(jīng)歷嚴重后果，iPS細胞研究將后退數(shù)年，正如基因療法經(jīng)歷的那樣：1999年，一位患者在利用改編基因修正一種肝病的試驗中死亡。“這讓我在夜里輾轉反側。”Loring說。

但如果Takahashi的試驗能成功，這將對FDA和歐洲藥品局等管理機構釋放出一個強有力的信號?！凹偃鏜asayo能證明這些細胞對患者而言是安全的，將能緩解對新細胞類型的焦慮。”馬里蘭州貝塞斯達國立眼科研究所發(fā)育分子生物學家Kapil Bharti說。Bharti正在領銜國立衛(wèi)生研究院（NIH）開發(fā)針對黃斑變性的iPS細胞療法的研究。該療法與Takahashi使用的方法類似。他希望能在2017年獲得FDA批準，進行臨床試驗。

9.誘導多能干細胞（iPSc）發(fā)展面臨的幾個問題

自2006年問世以來，誘導多能干細胞（iPSc）的發(fā)展可謂一路高歌，相關論文層出不窮，然而，就在其高歌猛進之際，卻傳來了不和諧的聲音。最近，不斷有科學家撰文指出其發(fā)展過程中可能會遇到幾只“攔路虎”，誘導多能干細胞開始遭遇“成長煩惱”。

在科學發(fā)展史上，5年不過一瞬間，但是，希望通過重組成人細胞以徹底革新再生醫(yī)學的美好愿景從概念的提出到現(xiàn)在幾乎成為現(xiàn)實也不過5年。2006年8月，日本東京大學的科學家山中伸彌首次利用病毒載體將四個轉錄因子（Oct4、Sox2、Klf4和Myc）的組合轉入老鼠分化的體細胞中，使其重新編程而得到了類似胚胎干細胞的一種細胞類型——誘導多能干細胞，其可以變成任何類型的細胞。第二年，山中伸彌使用人類皮膚重復了該實驗并取得了成功。

誘導多能干細胞擁有明顯的優(yōu)勢：它們可使用成人的細胞制成，不需要人類的胚胎，避免利用人類胚胎制造多功能干細胞飽受的爭議；誘導多能干細胞可用從罹患某種疾病的患者身上提取的組織或細胞制成，這樣，科學家們就可以根據(jù)該病人的基因，“量體裁衣”地為其設計治療方案。

科學家們認為，這種通過將完全分化的體細胞重編程，不經(jīng)胚胎階段而直接逆轉至多功能干細胞狀態(tài)的誘導多能干細胞，在再生醫(yī)學領域擁有重要的應用潛力，在藥物篩選方面也將“大展拳腳”。

然而，過去幾個月內，不斷有科學家發(fā)表論文指出，其最新研究成果表明，誘導多能干細胞的發(fā)展遇到了幾只“攔路虎”。首先，細胞重組的效率可能很低，或許還會誘發(fā)基因變異；其次，經(jīng)過重組的細胞也無法發(fā)育成任何類型的細胞；此外，誘導多能干細胞制造出的細胞并非都可以用于治療疾病等等。

實驗中，新問題也逐漸浮現(xiàn)出來?？茖W家近日發(fā)表的研究結果表明：當將使用某些老鼠的細胞制成的誘導多能干細胞移植入其他基因組成相同的老鼠體內時，產(chǎn)生了免疫反應，這就提出了一個問題——是否能將誘導多能干細胞制造出的身體組織注入為其制造提供原材料的人體內？

沒有人懷疑誘導多能干細胞擁有的巨大潛力，但是，該領域的很多專家最初懷抱的樂觀現(xiàn)在已開始慢慢降溫。

從一開始，生物學家就試圖設計出比山中伸彌的方法更安全、更有效的方法來制造誘導多能干細胞。山中伸彌使用一個逆轉錄酶病毒將四個基因重組因子遞入細胞中。逆轉錄酶病毒會整合進入一個宿主細胞的DNA（脫氧核糖核酸）中，因此，其會潛在地中斷基因表達并誘發(fā)癌癥；而且，編程因子Myc本身就是一個會引發(fā)癌癥的致癌基因。

盡管新的、“經(jīng)過改進的”重組方法似乎層出不窮，但迄今為止，山中伸彌的逆轉錄酶病毒方法仍然是最有效以及使用最廣的。其能將0.01%的人體皮膚細胞經(jīng)過重組轉化為誘導多能干細胞。相反，并不會被整合入基因組中的腺病毒只能將0.0001%到0.0018%的皮膚細胞轉化為誘導多能干細胞。轉化效率低下增加了使用各種細胞制造誘導多能干細胞的成本和難度，尤其是當某些細胞來源比較少時，難度和成本更高。

研究人員也曾經(jīng)嘗試過讓Myc消失，或者一旦重組完成就使其沉默或將其從細胞中剔除，但這些措施同時也降低了重組效率，而且，被沉默的Myc也可能被重新激活。

這些已經(jīng)成為該領域的科學家現(xiàn)在著手解決的主要問題?？茖W家們絞盡腦汁地在對他們的重組方案進行修修補補，試圖找到最有效而且也不會增加癌癥風險的因子和遞送手段。

今年4月，美國賓夕法尼亞大學醫(yī)學院醫(yī)學、細胞和發(fā)育生物學教授兼再生醫(yī)學研究所科學主管愛德華·莫里西領導的科研團隊報告稱，他們首次繞開四個轉錄因子生成了誘導多能干細胞，并將重編程效率提高了100倍。在采用微RNA（microRNA）替代四個關鍵的轉錄因子之前，研究人員每重組10萬個成體細胞只能獲得不到20個的極少數(shù)誘導多能干細胞。在最新研究中，科學家們利用微RNA新技術誘導10萬個人類成體細胞，生成了大約1萬個誘導多能干細胞。

美國加州斯克利普斯研究所的發(fā)育神經(jīng)生物學家詹納·婁倫表示：“對我們來說，讓這些新的重組方法很好地工作，以使我們能查看其在細胞的穩(wěn)定性和致癌風險方面是否與之前的方法有所不同非常重要，還沒有人做過類似的嘗試，還需要很長時間不斷將這些研究推進?！保ㄉ锕?Bioon.com）