什么是iPS細胞

iPS細胞的樹立

2006年，日本京都大學教授山中伸彌率領的團隊在國際頂級期刊上發布了有關iPS細胞再生能力的研究成果。他們利用基因修飾技術，將已經失去了全能分化性的小鼠皮膚成纖維細胞改造成具備全能分化性的胚胎干細胞，這種胚胎干細胞可以進一步的誘導分化成各種各樣的身體細胞，比如心肌細胞、視網膜細胞等等。而這種細胞就稱為iPS細胞（誘導性多功能干細胞），因為是人工進行培養的細胞，因此又稱為人工多功能性干細胞。現已經可以通過人體皮膚內的體細胞進行培育。

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如何運用iPS細胞

再生醫療是指以恢復因疾病或受傷等原因而喪失的功能為目的的治療法。利用iPS細胞具有的多分化功能可以制造各種細胞，比如糖尿病患者的情況下，若因外傷而切斷神經，導致具有調整血糖值能力的細胞流失，而通過移植iPS細胞分化誘導后的神經細胞可以進行細胞的重連。

iPS細胞的可能性

另一方面，從難治性疾病患者的體細胞制作iPS細胞，并將其分化成神經、心肌、肝臟、腎臟等疾病部位的細胞，來研究該疾病部位的狀態和功能會發生何種變化，調查疾病的原因。比如，腦內神經細胞發生變化導致的疾病，難以從外側定位，也難以推測繼續變化的細胞是否處于正常狀態。通過iPS細胞，則可以飛躍性的推進這項研究。

另外，iPS細胞同時可以用于評價人體施行的藥劑有效性、副作用，以及毒性測試，對新藥的開發也有很大幫助。

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iPS細胞的研發進展

iPS細胞被研發后，究竟哪些領域有了幫助呢？它對醫學界又有什么影響呢？有給廣大患者帶來了什么新的希望呢？現對人體進行了哪些臨床研究呢？

日本批準iPS細胞進行臨床試驗

2013年6月，日本厚生勞動省批準了利用誘導多功能干細胞（iPS細胞）開展視網膜再生的臨床研究。這是世界上首次利用能發育成各種細胞的iPS細胞進行臨床研究。至今為止已經實施原定目標的5例移植手術，接受移植手術的病例均為視網膜發生病變從而可能導致失明的“滲出型老年性黃斑病變”患者，整個培養過程耗時10個月，在移植手術中，團隊將含有iPS細胞制成的視網膜細胞溶液注射至患者眼中，等待細胞附著在視網膜上，以修復缺損細胞。

2018年1月，日媒報道日本兵庫縣神戶市立醫療中心中央市民醫院與理化學研究所等團隊發布消息稱，在該首創臨床研究中，一位70多歲男性患者出現了視網膜水腫并發癥，同時，這也是首次出現嚴重并發癥的病例。

但該團隊認為，該現象并非對iPS細胞的排斥反應，也不是副作用，而是注射溶液發生倒流，形成了視網膜前膜，導致視網膜水腫，屬于移植手術的并發癥。

利用iPS細胞創建血管內皮細胞

2013年8月，哈佛干細胞研究所稱已經成功利用人類誘導多能干細胞（iPS細胞）制造出血管內皮細胞。iPS派生人內皮細胞擁有體內成熟內皮細胞的3個關鍵功能：安“裝配”炎癥反應、保持血液外泄出血管以及防止血液凝塊。

參與研究的科學家表示，iPS衍生內皮細胞可能被利用實現抗凝，在未來，從病人的組織樣本中生成iPS細胞，然后用患者自身的內皮細胞覆蓋特殊的外體裝置，因此病人就可以在家進行治療。

iPS細胞有助治療漸凍癥

2014年7月，日本東京大學最新研究結果顯示，利用iPS細胞制作前驅細胞，然后移植給24只患有漸凍癥的實驗鼠，能將其壽命延長約10天（實驗鼠的10天相當于人類的數個月至半年時間，不過單純換算為天數比較困難）。研究小組表示，移植的前驅細胞幾乎全部變成神經膠質細胞之一的星形膠質細胞，開始產生維持神經細胞所需的蛋白質，而且這些移植的細胞沒有發生癌變。

返老還童的秘密武器？

2014年10月，日本一化妝品公司宣布，成功使用iPS細胞實現了“返老還童”，將一位67歲日本男性的皮膚細胞恢復到他本人36歲時的皮膚基本相同狀態。該男性自1980年以來，一直定期提供36歲~67歲間5個不同年齡段的皮膚細胞，并由京都大學iPS細胞研究所將其轉換為iPS細胞。

經化妝品公司分析，作為老化指標的染色體狀態在五個年齡段均有所恢復，連67歲時采集的皮膚細胞也恢復到了和36歲時大致相同的狀態。該公司稱，將使用此研究結果闡明皮膚老化機制。目前雖尚處于基礎研究階段，但從長遠來看，這將會推動針對個人、不同敏感源的制定化妝品開發。但是這種化妝品想來也是價格不菲…

對抗癌癥的另一種選擇

2015年4月，日本理化學研究所研究小組利用iPS細胞成功制造出抗癌免疫細胞，并努力推進將這一免疫細胞植入癌癥患者體內，進行癌癥治療的臨床醫學研究計劃。這一計劃預計可以在今年（2018年）左右以舌癌及面部、頸部癌癥為對象，正式實施到臨床醫學癌癥治療中。

NKT細胞是免疫細胞的一種，它可以攻擊癌細胞，并使癌細胞不斷變小，但是癌細胞一旦擴散，僅靠患者體內的NKT免疫細胞是無法免疫癌細胞生長的。因此，研究小組利用iPS細胞成功制出了大約5000萬個NKT細胞，目前正在進行臨床治療的研究計劃，為確保將這一免疫細胞移植入患者體內的安全性和效果型。

如果能夠通過此方法使體內擴散的癌細胞變小，那么將會減輕手術時的負擔，讓更多的癌癥患者接收到先進的治療方案。

2016年11月，日本京都大學的某一研究小組發布，利用人體iPS細胞成功培養出具有殺傷癌細胞能力的“殺手T細胞”。殺手T細胞是白細胞的一種，是人體內對抗癌細胞等“壞細胞”的主力軍。該小組表示，在試驗中確認了利用人體iPS細胞成功培養得到的殺手T細胞具有殺傷白血病細胞的能力。

殺手T細胞吞噬癌細胞的過程。藍色為癌細胞，紅色為殺手T細胞。

研究小組稱，癌癥患者體內存在殺手T細胞，但在癌癥治療中需要增加殺手T細胞的量。此前的殺手T細胞體外培養研究都不太成功，而新方法可以獲得高品質的殺手T細胞，有助于癌癥免疫療法的實施。

糖尿病可能不再是“不治之癥”

2017年3月，日本再生醫療學會發布了一項新研究成果。研究顯示，為患糖尿病的猴子移植由iPS細胞培育而來的胰島，可以成功降低猴子的血糖值。

日本東京大學宮島篤教授等人利用源于人體的 iPS 細胞培育出胰島，再將大量胰島移植到 3 只患有糖尿病的猴子體內，幾天后，猴子的血糖值下降到正常水平，并且持續約 20 天。現在治療糖尿病的方法通常是長期注射胰島素或者移植胰島，但移植方法存在供體不足的問題。利用 ips 細胞技術，人們將可大量制造人工胰島用于移植。研究人員希望 5 年后能開展相關人體試驗。

iPS細胞或可用于治療帕金森病

2018年7月，日本研究人員宣布啟動一項利用iPS細胞中提取的神經物質治療帕金森病的臨床試驗，這將是iPS細胞首次被用于治療人類帕金森病。研究人員將iPS細胞培養的神經前體細胞移植至帕金森病患者腦部，來試驗這種方法治療帕金森病的有效性和安全性。

帕金森病是由大腦中負責生產神經遞質多巴胺的特殊細胞的死亡造成的。缺乏多巴胺會導致運動技能下降，以及行走困難和無意識顫抖，目前尚無根治方法。隨著病情的發展，它還可能導致癡呆。

這項試驗計劃從ips細胞中衍生出多巴胺能祖細胞，并將其注入到殼核中，這是一種位于前腦底部的圓形結構。外科醫生將在病人的頭骨上鉆兩個小孔，并使用專門的設備注射大約500萬個細胞。該團隊已將由患者及健康人的iPS細胞制作的神經細胞植入患有帕金森病的猴子腦內，進行了最長2年時間的觀察。已確認癥狀得到改善，且未出現可能發生癌變的腫瘤。

日本政府已于7月29日批準了這一臨床試驗計劃。7月30日當地時間下午5點，京都大學醫院在其網站上發布了病人招募通知，病人的招募工作由此開始。研究小組將招募7名藥物治療效果不佳的帕金森病患者參加試驗，并在注射后的兩年里對其進行跟蹤，具體計劃將于近期公布。

一項治療方法的研發總是需要大量的實驗和漫長的時間。iPS細胞的領域還有許多尚待開發，希望這一研發成果，能夠為廣大的患者們帶去新的希望。