劍橋大學(xué)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(xì)胞（human pluripotent stem cells）被移植入胚胎后將正常發(fā)育。這些研究結(jié)果2015年12月17日發(fā)表于《Cell Stem Cell》期刊，對再生醫(yī)學(xué)具有重要意義。

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

但這樣會有風(fēng)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(jié)果表明，新的“祖細(xì)胞能無限擴(kuò)張和分化成成熟的腎臟細(xì)胞，但沒有形成腫瘤的風(fēng)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(bǔ)充作用，如我們所看到的微型腎，它代表了一種新型的細(xì)胞來源?！?/p>

Willert設(shè)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(xì)胞hPSC同質(zhì)擴(kuò)張。胚芽層是一種在胚胎發(fā)生的主要層細(xì)胞。早期祖細(xì)胞是干細(xì)胞的后代，分化能力有限。

用于再生醫(yī)學(xué)或生物醫(yī)學(xué)研究的人類多能干細(xì)胞主要有兩個來源：胚胎干細(xì)胞和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞。人類多能干細(xì)胞被視為有希望被療法性用于再生醫(yī)學(xué)，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(xué)家一直擔(dān)心這些細(xì)胞可能無法適當(dāng)?shù)厝谌肷眢w，因而不能按照要求增殖和分布，導(dǎo)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(xì)胞在被適當(dāng)?shù)匾浦矔r，用于再生醫(yī)學(xué)可能是安全的。

劍橋大學(xué)Anne McLaren再生醫(yī)學(xué)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(qiáng)有力的證據(jù)，表明人類干細(xì)胞將以正常而安全的方式發(fā)育。這可能是再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域一直在等待的消息。”（Cell Stem Cell, doi:10.1016/j.stem.2015.11.017）

8.誘導(dǎo)多能干細(xì)胞人體試驗在全球科學(xué)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?xì)胞生物學(xué)家Jeanne Loring說。她是全世界歡迎干細(xì)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(dǎo)多能干（iPS）細(xì)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(xì)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(xì)胞丑聞困擾的日本的iPS細(xì)胞研究領(lǐng)跑者的地位。

盡管如此，人們對iPS細(xì)胞制備的組織也有擔(dān)憂，這可能阻止各國批準(zhǔn)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(xì)胞，并導(dǎo)致癌癥性生長，盡管Loring指出，這種情況并沒有在胚胎干細(xì)胞療法人體試驗中發(fā)生——人們也曾對該細(xì)胞有類似的擔(dān)憂。

2013年7月，日本管理機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)理化學(xué)研究所（RIKEN）發(fā)育生物學(xué)中心（CDB）眼科醫(yī)生Masayo Takahashi領(lǐng)銜的研究小組收集細(xì)胞用于臨床iPS細(xì)胞初步研究。

她的研究團(tuán)隊提取了上述患者的皮膚細(xì)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(xì)胞，使其成為iPS細(xì)胞，并誘導(dǎo)這些細(xì)胞變成視網(wǎng)膜組織。9月8日，Takahashi提供證據(jù)顯示，這些細(xì)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(shù)在4天后進(jìn)行，RIKEN報告稱患者沒有出現(xiàn)不良反應(yīng)。

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(xì)胞能否阻止視網(wǎng)膜進(jìn)一步退化，以及是否出現(xiàn)副作用。如果該患者經(jīng)歷嚴(yán)重后果，iPS細(xì)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(zhuǎn)反側(cè)?！盠oring說。

但如果Takahashi的試驗?zāi)艹晒?，這將對FDA和歐洲藥品局等管理機(jī)構(gòu)釋放出一個強(qiáng)有力的信號?！凹偃鏜asayo能證明這些細(xì)胞對患者而言是安全的，將能緩解對新細(xì)胞類型的焦慮?！瘪R里蘭州貝塞斯達(dá)國立眼科研究所發(fā)育分子生物學(xué)家Kapil Bharti說。Bharti正在領(lǐng)銜國立衛(wèi)生研究院（NIH）開發(fā)針對黃斑變性的iPS細(xì)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(zhǔn)，進(jìn)行臨床試驗。

9.誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSc）發(fā)展面臨的幾個問題

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

在科學(xué)發(fā)展史上，5年不過一瞬間，但是，希望通過重組成人細(xì)胞以徹底革新再生醫(yī)學(xué)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(xué)的科學(xué)家山中伸彌首次利用病毒載體將四個轉(zhuǎn)錄因子（Oct4、Sox2、Klf4和Myc）的組合轉(zhuǎn)入老鼠分化的體細(xì)胞中，使其重新編程而得到了類似胚胎干細(xì)胞的一種細(xì)胞類型——誘導(dǎo)多能干細(xì)胞，其可以變成任何類型的細(xì)胞。第二年，山中伸彌使用人類皮膚重復(fù)了該實驗并取得了成功。

誘導(dǎo)多能干細(xì)胞擁有明顯的優(yōu)勢：它們可使用成人的細(xì)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(xì)胞飽受的爭議；誘導(dǎo)多能干細(xì)胞可用從罹患某種疾病的患者身上提取的組織或細(xì)胞制成，這樣，科學(xué)家們就可以根據(jù)該病人的基因，“量體裁衣”地為其設(shè)計治療方案。

科學(xué)家們認(rèn)為，這種通過將完全分化的體細(xì)胞重編程，不經(jīng)胚胎階段而直接逆轉(zhuǎn)至多功能干細(xì)胞狀態(tài)的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞，在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域擁有重要的應(yīng)用潛力，在藥物篩選方面也將“大展拳腳”。

然而，過去幾個月內(nèi)，不斷有科學(xué)家發(fā)表論文指出，其最新研究成果表明，誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的發(fā)展遇到了幾只“攔路虎”。首先，細(xì)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(xì)胞也無法發(fā)育成任何類型的細(xì)胞；此外，誘導(dǎo)多能干細(xì)胞制造出的細(xì)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(xué)家近日發(fā)表的研究結(jié)果表明：當(dāng)將使用某些老鼠的細(xì)胞制成的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞移植入其他基因組成相同的老鼠體內(nèi)時，產(chǎn)生了免疫反應(yīng)，這就提出了一個問題——是否能將誘導(dǎo)多能干細(xì)胞制造出的身體組織注入為其制造提供原材料的人體內(nèi)？

沒有人懷疑誘導(dǎo)多能干細(xì)胞擁有的巨大潛力，但是，該領(lǐng)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(xué)家就試圖設(shè)計出比山中伸彌的方法更安全、更有效的方法來制造誘導(dǎo)多能干細(xì)胞。山中伸彌使用一個逆轉(zhuǎn)錄酶病毒將四個基因重組因子遞入細(xì)胞中。逆轉(zhuǎn)錄酶病毒會整合進(jìn)入一個宿主細(xì)胞的DNA（脫氧核糖核酸）中，因此，其會潛在地中斷基因表達(dá)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(jìn)的”重組方法似乎層出不窮，但迄今為止，山中伸彌的逆轉(zhuǎn)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(xì)胞經(jīng)過重組轉(zhuǎn)化為誘導(dǎo)多能干細(xì)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(xì)胞轉(zhuǎn)化為誘導(dǎo)多能干細(xì)胞。轉(zhuǎn)化效率低下增加了使用各種細(xì)胞制造誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的成本和難度，尤其是當(dāng)某些細(xì)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?qū)⑵鋸募?xì)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(lǐng)域的科學(xué)家現(xiàn)在著手解決的主要問題。科學(xué)家們絞盡腦汁地在對他們的重組方案進(jìn)行修修補(bǔ)補(bǔ)，試圖找到最有效而且也不會增加癌癥風(fēng)險的因子和遞送手段。

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

美國加州斯克利普斯研究所的發(fā)育神經(jīng)生物學(xué)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(xì)胞的穩(wěn)定性和致癌風(fēng)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(jìn)。”（生物谷 Bioon.com）