誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（ipscs）研究現(xiàn)狀與前景展望

1、誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（ipscs）研究現(xiàn)狀與前景展望劉興夏* 肖羽恒* 張峰偉*（*桂林醫(yī)學(xué)院12級臨床3班）聯(lián)系方式導(dǎo)多能干細(xì)胞（ipscs）研究現(xiàn)狀與前景展望劉興夏* 肖羽恒* 張峰偉*（*桂林醫(yī)學(xué)院12級臨床3班）【摘 要】本文介紹了干細(xì)胞基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的最新成果和研究趨勢, 對人類可誘導(dǎo)的多能干（induced pluripotent stem, ips）細(xì)胞的基礎(chǔ)研究和臨床應(yīng)用研究進(jìn)行綜述；運(yùn)用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法對近年誘導(dǎo)多能干細(xì)胞研究的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行分析,比較國內(nèi)外誘導(dǎo)多能干細(xì)胞研究水平的差距.【關(guān)鍵字】誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(ipscs); escs;重編程;文獻(xiàn)計(jì)量學(xué);研究

2、現(xiàn)狀2006年, 日本京都大學(xué)yamanaka (山中伸彌)教授所率領(lǐng)的研究小組篩選出了4個(gè)在胚胎干細(xì)胞或腫瘤細(xì)胞中高表達(dá)的基因轉(zhuǎn)錄因子(oct4/sox2/klf4/c-myc, oskm), 并利用逆轉(zhuǎn)錄病毒載體將這些因子轉(zhuǎn)染到小鼠成纖維細(xì)胞中1。通過這些因子在受體細(xì)胞內(nèi)過量表達(dá), 誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞去分化, 使成體細(xì)胞重編程為多能干細(xì)胞, 并將其定義為誘導(dǎo)多能干細(xì)胞 (induced pluripotent stem cells, ipscs)。ips細(xì)胞的主要特征表現(xiàn)為：能夠形成esc細(xì)胞樣的集落, 胞核較大核質(zhì)比高, 堿性磷酸酶(ap)染色呈陽性, 表達(dá)內(nèi)源性oct4、sox2和nano

3、g, 端粒酶活性提高, 能在裸鼠體內(nèi)形成畸胎瘤等2。經(jīng)基因芯片分析, ips細(xì)胞的基因表達(dá)圖譜與胚胎干細(xì)胞(escs)相類似, 而與誘導(dǎo)之前的受體細(xì)胞明顯不同3。ipscs技術(shù)的誕生是跨時(shí)代的成果, shinya yamanaka因?yàn)檫@項(xiàng)開創(chuàng)性的實(shí)驗(yàn)榮獲2012年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。1 ipscs技術(shù)的發(fā)現(xiàn)有研究者4認(rèn)為, 是三股研究潮流的融合, 導(dǎo)致了ipscs 技術(shù)的誕生。第一股潮流是對核移植的重編程研究。1962年, john gurdon報(bào)道了他堪稱經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)室研究成果: 將未受精的卵轉(zhuǎn)入成年蛙的小腸細(xì)胞核可以發(fā)育成蝌蚪5。三十多年后, ian wilmut及其同事報(bào)告了多莉羊的誕生

4、, 這是通過哺乳類上皮細(xì)胞的體細(xì)胞克隆產(chǎn)生的首個(gè)哺乳類動物6。這些體細(xì)胞克隆的成功證明了: 即使已經(jīng)分化的細(xì)胞也含有整個(gè)生物體發(fā)育所需要的全部遺傳信息, 卵母細(xì)胞含有可以重編程體細(xì)胞核的因子。第二股研究潮流是發(fā)現(xiàn)“ 主控的” 轉(zhuǎn)錄因子。1987年, 科學(xué)家證明哺乳動物轉(zhuǎn)錄因子myod能將成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)換為肌細(xì)胞7。這些結(jié)果形成了“主控的調(diào)節(jié)因子”概念, 該轉(zhuǎn)錄因子決定并誘導(dǎo)細(xì)胞譜系的命運(yùn)。第三股研究潮流涉及escs, 具有以上同樣的重要性。自1981年第一代小鼠escs8建系之后, aus-tin smith 等確立了能夠長期維持干細(xì)胞多能性的體外培養(yǎng)條件9。結(jié)合前兩個(gè)研究潮流, 我們提出這樣一

5、種假設(shè): 卵母細(xì)胞或escs中存在一種多個(gè)因子的組合, 這種組合可以將體細(xì)胞重編程回到胚胎狀態(tài), 于是有人110設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來確定這種組合。2 ipscs技術(shù)的成熟和理解2006年8月, 日本科學(xué)家takahashi和yamanaka率先在cell上發(fā)表研究成果, 其小組利用oct4、sox2、c-myc和klf4 這4種基因?qū)⑿∈蟪衫w維細(xì)胞誘導(dǎo)為ips細(xì)胞1.2007年11月, yamanaka小組又利用oct4、sox2、c-myc和klf4 4種基因?qū)⑷似つw成纖維細(xì)胞重編程為ips細(xì)胞11.2.1重編程概述ips 細(xì)胞和es細(xì)胞功能類似, 且具有超越es細(xì)胞的優(yōu)勢, ips 細(xì)胞可以由體細(xì)胞

6、生成, 從而繞開了es細(xì)胞研究一直面臨的倫理和法律等諸多障礙。但科研人員長期受困于ips細(xì)胞誘導(dǎo)效率低下、速度慢、組成復(fù)雜等障礙。對于體細(xì)胞重編程過程的具體細(xì)節(jié)至今仍知之甚少。細(xì)胞核重編程是指, 成熟的細(xì)胞由分化的狀態(tài)被逆轉(zhuǎn)到一種未分狀態(tài)的過程12.細(xì)胞核的重編程現(xiàn)象最早是在核移植實(shí)驗(yàn)中被發(fā)現(xiàn)的13.然而, 體細(xì)胞核移植實(shí)驗(yàn)也具有很大的局限性: 克隆的效率極低; 產(chǎn)生的許多后代在各個(gè)階段都體現(xiàn)出嚴(yán)重的發(fā)育異常; 由于需要使用卵母細(xì)胞, 人的核移植實(shí)驗(yàn)受到強(qiáng)烈的倫理學(xué)質(zhì)疑.這些不足, 都制約了核移植技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用.其次, 將成熟的體細(xì)胞與多潛能的細(xì)胞 (es細(xì)胞、胚胎癌細(xì)胞(ec細(xì)胞)

7、等) 融合1417, 或者用胚胎干細(xì)胞提取物來處理體細(xì)胞1819, 也可以在一定程度上使體細(xì)胞發(fā)生重編程.利用這兩種方法, 可以實(shí)現(xiàn)某些多能性標(biāo)志分子的重新表達(dá)和多種分化潛能的獲得.但是這兩種方法也有明顯的弊端. 體細(xì)胞與多能性細(xì)胞的融合效率比較低, 融合之后的細(xì)胞具有兩套染色體, 并且在移植后會發(fā)生排斥現(xiàn)象20.通過外源導(dǎo)入與多能性相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子來誘導(dǎo)體細(xì)胞核發(fā)生重編程, 從而使體細(xì)胞轉(zhuǎn)變成多能性干細(xì)胞, 是一種具有很強(qiáng)創(chuàng)新性的研究方法, 這種新方法與上述幾種方法相比, 相對簡單, 擺脫了材料來源和倫理學(xué)的諸多限制, 重編程的效率和程度都十分可觀, 因而該研究成果引起了生命科學(xué)領(lǐng)域一次巨大的

8、轟動.2.2 “初始化”之謎體細(xì)胞在外源轉(zhuǎn)錄因子的誘導(dǎo)下的重編程之后會被“初始化”到一種具有多種分化潛能的狀態(tài).由于何種因子啟動了細(xì)胞重編程的程序, 隨著研究的進(jìn)展有多種不同的說法。yamanaka1率先發(fā)現(xiàn)ipscs時(shí), takahashi和yamanaka從已報(bào)道的24個(gè)與多能性維持相關(guān)的候選基因中篩選出4個(gè)關(guān)鍵基因。在當(dāng)時(shí)的條件下, 他們檢測了4 種基因的不同組合方式能否產(chǎn)生ips 細(xì)胞, 結(jié)果表明, 這4個(gè)基因中的任意2個(gè)或3個(gè)組合, 都無法形成具有es細(xì)胞特性的ips 細(xì)胞, 說明這4個(gè)基因缺一不可21. 這就是這4個(gè)關(guān)鍵基因( oct4 , sox2, c- myc 和 klf4)

9、 的發(fā)現(xiàn)過程. 在2009年以前, 除了thomson 等人22利用自己的方法篩選出了另外一套基因組合之外, 幾乎其他所有關(guān)于ips 細(xì)胞的研究都采用yamanaka 和takahashi所采用的這4種基因21. 在誘導(dǎo)細(xì)胞的4個(gè)基因中, c-myc是明確的癌基因, klf4也被證實(shí)與腫瘤發(fā)生相關(guān).通過改變篩選的基因, 獲得了更接近escs的細(xì)胞。同時(shí)發(fā)現(xiàn)20%的轉(zhuǎn)染細(xì)胞后代出現(xiàn)腫瘤, 以及逆轉(zhuǎn)錄病毒的不安全23。因此, yamanaka 等24通過去除轉(zhuǎn)染及藥物篩選, 證實(shí)其他3個(gè)基因便可以使野生型小鼠及人細(xì)胞誘導(dǎo)成為ips細(xì)胞, 從而避開了c-myc過表達(dá)導(dǎo)致腫瘤的可能. 隨后, huan

10、gfu等25發(fā)現(xiàn)oct4 和 sox2 兩個(gè)基因就可以誘導(dǎo)人成纖維細(xì)胞產(chǎn)生 ips 細(xì)胞, 更進(jìn)一步避開了 klf4 導(dǎo)致腫瘤的可能性。kim等2627證實(shí), 單一向成年小鼠神經(jīng)干細(xì)胞中導(dǎo)入oct4 與 sox2 兩個(gè)基因, 甚至 oct4 一個(gè)基因即可將其轉(zhuǎn)化成 ips 細(xì)胞. 目前比較一致的觀點(diǎn)就是 c-myc 啟動了再編程的過程, 但在細(xì)胞向干細(xì)胞轉(zhuǎn)變的過程中, 則是 oct3/4、sox2 和 klf4 這3個(gè)基因的作用, 因此, c-myc 在 ips 的過程中并非必需的因子28。除了使用整合的逆轉(zhuǎn)錄病毒和慢病毒轉(zhuǎn)染, 還有報(bào)道許多方法能夠產(chǎn)生非整合的ipscs 。這些方法包括質(zhì)粒2

11、930、仙臺病毒31、腺病毒32、合成rna33和蛋白質(zhì)34。此外, 也已經(jīng)嘗試由小分子誘導(dǎo)重編程。麻省總醫(yī)院、哈佛干細(xì)胞研究所組成的一個(gè)國際研究小組, 在新研究中繪制出了體細(xì)胞重編程為ips 細(xì)胞的分子線路圖35.研究人員證實(shí)誘導(dǎo)多能性過程引起了兩次轉(zhuǎn)錄波, 第一波是由c-myc/klf4 驅(qū)動, 第二波是由oct4/sox2/klf4驅(qū)動。難以發(fā)生重編程的細(xì)胞激活了第一波, 但卻無法啟動第二轉(zhuǎn)錄波, 提高4個(gè)因子的表達(dá)則可以解決這一問題。此外, 研究人員發(fā)現(xiàn), 在第一波后逐漸形成了一些雙價(jià)基因(bivalent genes), 而在第二波后細(xì)胞獲得穩(wěn)定的多能性之時(shí)細(xì)胞才發(fā)生dna甲基化改變

12、。研究人員還確定了在重編程過程中充當(dāng)路障的基因, 以及細(xì)胞進(jìn)一步富集從而使之更易于形成ips 細(xì)胞的表面標(biāo)記物.這些認(rèn)識對于提高重編程的效率及其未來的治療應(yīng)用具有非常重要的意義.2.3 ipscs的巨大優(yōu)勢2.3.1免疫原性有限ipsc來自患者自身的體細(xì)胞, 因此與escs相比較, 移植回患者體內(nèi)可一定程度的避免機(jī)體的免疫排斥反應(yīng)。為了廣泛應(yīng)用, 有必要提前建立一個(gè)儲備庫, 挑選來自健康志愿者或臍帶血庫的質(zhì)量合格的ipscs 克隆。hla純合子捐助者產(chǎn)生的ipscs 能顯著降低免疫排斥35最近的研究來自日本的科學(xué)家, 他們利用小鼠ips 細(xì)胞生成了皮膚和骨髓, 并將它們移植到基因相同的小鼠體內(nèi)

13、, 證實(shí)不會引發(fā)強(qiáng)烈的免疫反應(yīng)36.研究結(jié)果發(fā)表在nature雜志上,應(yīng)該可以消除人們對ips 細(xì)胞的一些疑慮.有報(bào)道整理說37, 日本國立放射學(xué)研究所的masumi abe研究小組用將ips 細(xì)胞或es細(xì)胞與小鼠胚胎相融合, 隨后小鼠胚胎發(fā)育形成了包含各種細(xì)胞類型的嵌合子小鼠。然后, 他們將來自這些動物的皮膚移植到基因相同的小鼠身上。來自兩組的移植物在2 個(gè)月后仍然如前, 表明ips 細(xì)胞和es細(xì)胞一樣, 觸發(fā)的免疫反應(yīng)極其微小。骨髓移植物顯示出同樣的情形。不論是來自ips 細(xì)胞是es細(xì)胞, 它們同樣能很好地存活, 讓遭受致命輻射的小鼠的骨髓獲得重建。實(shí)驗(yàn)中沒有觀察到對ips 細(xì)胞或es細(xì)胞

14、衍生的組織的免疫反應(yīng), 包括t細(xì)胞浸潤、退化皮膚和畸胎瘤的組織中免疫原性引起的zg16和hormad1 基因也沒有增加。研究結(jié)果表明, ips 細(xì)胞與es細(xì)胞分化的移植細(xì)胞的免疫原性有限。但有限的免疫原性, 不代表沒有. 有報(bào)道說非轉(zhuǎn)基因的ipscs 具有弱免疫反應(yīng), 這個(gè)問題是否重要38目前尚不清楚, 因?yàn)樽钔怀龅难芯繄?bào)道了被檢查的未分化ipscs 具有免疫原性39, 當(dāng)然這種細(xì)胞絕不會被用于細(xì)胞移植治療。我們必須了解所有這些結(jié)果, 并綜合考慮全面認(rèn)識ipscs。2.3.2避開倫理爭議胚胎干細(xì)胞有以下幾個(gè)來源:從發(fā)育良好的囊胚中分離內(nèi)細(xì)胞群細(xì)胞。從5 9周的胚胎生殖腺中分離胚胎干細(xì)胞。利用克

15、隆技術(shù)( 治療性克隆) 獲得。即將體細(xì)胞核移植到去核卵母細(xì)胞中, 使之發(fā)育成囊胚, 再分離其內(nèi)細(xì)胞群細(xì)胞40。無論是何種來源, 都必須破壞胚胎的完整性, 等于說是殺死了一個(gè)“有潛力的生命”, 因此escs的研究引發(fā)了宗教界和保守人士的強(qiáng)烈質(zhì)疑。ipscs的制造不需要利用胚胎,并且它擁有與escs功能很相近的多向分化能力。盡管它們的起源和生成方法不同, 人造細(xì)胞和天然存在的細(xì)胞之間存在如此相似性, 絕無僅有。如神經(jīng)細(xì)胞和心肌細(xì)胞這些體細(xì)胞已經(jīng)可從escs/ipscs 產(chǎn)生, 或直接從成纖維細(xì)胞產(chǎn)生。ipscs技術(shù)一經(jīng)問世, 就被很多科學(xué)家和媒體評價(jià)其未來將在生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域里發(fā)揮escs所

16、不能達(dá)到的效果。3誘導(dǎo)多能性的安全性盡管現(xiàn)在的技術(shù)已經(jīng)可以剔除誘導(dǎo)因子中的癌基因,并使用安全性較好的載體, 但ipscs依然被認(rèn)為有潛在異常。有些報(bào)告認(rèn)為, 除了基因表達(dá)變異、dna甲基化和多能性的潛力外, ipscs還有其他的潛在異常, 包括體細(xì)胞突變、拷貝數(shù)變異和免疫原性。在這些報(bào)告中, 在yamanaka看來10, ipscs的負(fù)面影響被夸大了。yamanaka認(rèn)為媒體的反應(yīng)過度, 隨之而來的科學(xué)評論標(biāo)題也聳人聽聞, 如“黑暗的一面”、“受到攻擊”、“漏洞”、“麻煩”和“成長中的煩惱”等。然而, 盡管有這些負(fù)面新聞, 隨后的分析表明, 許多ipscs 內(nèi)發(fā)現(xiàn)的遺傳差異似乎早已存在于原始的

17、體細(xì)胞中, 因此, 與重編程過程本身無關(guān)10。另一項(xiàng)研究顯示, 一組能夠產(chǎn)生all-ipscs 小鼠的ipscs 克隆, 相對于它們的親本細(xì)胞來說其遺傳改變極小41。沒有轉(zhuǎn)myc基因的ipscs 所產(chǎn)生的嵌合體小鼠及其后代顯示生理正常, 表明這些ipscs 不含有對功能有負(fù)面影響的有害遺傳改變42-43。每種誘導(dǎo)方法會產(chǎn)生多個(gè)質(zhì)量不同的ipscs 克隆。因此, 臨床應(yīng)用時(shí)必須優(yōu)選克隆。我們必須確認(rèn)其體外分化傾向、基因組及表觀基因組的完整性。4 ipscs技術(shù)應(yīng)用研究進(jìn)展4.1 ipscs技術(shù)出現(xiàn)新的技術(shù)潮流科學(xué)的發(fā)展潮流永無止息?？茖W(xué)家們使用ipscs 在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中已取得不斷的進(jìn)展。ips

18、cs技術(shù)可以將患有某種特定疾病的病人的成體細(xì)胞重編程為人類干細(xì)胞, 從而使ips細(xì)胞中包含一套完整的導(dǎo)致該疾病的基因, 這相當(dāng)于構(gòu)建了研究該病并測試新藥物和療法的良好人類模型。將來, 在培養(yǎng)皿中即可利用ips細(xì)胞為各個(gè)病人進(jìn)行藥物安全性和有效性測試。george daley44( 建立特定疾病的ipscs) 和kevin eggan45(als病人來源的ipscs 能夠分化成運(yùn)動神經(jīng)元) 領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)在建立特定疾病ipscs 的開創(chuàng)性研究之后, 過去三年中已經(jīng)發(fā)表了100 多份使用特定疾病的ipscs 報(bào)告。 使用特定病人的ipscs 既可重演單基因遺傳性疾病表型也可重演遲發(fā)性多基因遺傳性疾病的

19、表型, 如帕金森氏病46、阿爾茨海默癥47-49和精神分裂癥50。用這些細(xì)胞來分析疾病機(jī)制和研究潛在的新治療方法, 環(huán)繞這些方面的潛在應(yīng)用, 已經(jīng)成為研究的興奮點(diǎn)。來自ipscs 的體細(xì)胞, 特別是心肌細(xì)胞和肝細(xì)胞, 可以替代現(xiàn)有的方法用于毒理學(xué)試驗(yàn)51。除了這些醫(yī)療應(yīng)用, ipscs可用于動物生物技術(shù)。其中最引人注目的ipscs 應(yīng)用來自nakauchi 及其同事們的報(bào)道, 他們將大鼠的ipscs 通過顯微注射, 移植到因缺乏一個(gè)重要基因而胰腺不能發(fā)育的小鼠囊胚后, 小鼠胚胎發(fā)育后產(chǎn)生了大鼠胰腺52。將來, 使用類似的策略可能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)器官來供給人體移植。ipscs 技術(shù)出現(xiàn)另一種研究潮流是將

20、一種體細(xì)胞“直接重編程”為另一種細(xì)胞。正如上面提到的, 對于大多數(shù)體細(xì)胞, 還沒能找出一個(gè)單一“主控的”轉(zhuǎn)錄因子。然而, 根據(jù)ipscs 重編程的成功經(jīng)驗(yàn), 科學(xué)家們轉(zhuǎn)而尋找因子的組合。melton及其同事報(bào)道了使用含有3種轉(zhuǎn)錄因子的組合將小鼠胰腺內(nèi)分泌細(xì)胞轉(zhuǎn)化為外分泌細(xì)胞53。在他們開創(chuàng)性的工作之后, 有許多報(bào)道是將成纖維細(xì)胞在體外轉(zhuǎn)換為各種其他體細(xì)胞的例子10, 如神經(jīng)細(xì)胞、肝細(xì)胞、心肌細(xì)胞和造血祖細(xì)胞。直接重編程簡單、快速。剩下的障礙是如何獲得足夠量的靶細(xì)胞用于下游的應(yīng)用。這種新技術(shù)的最佳用法可能是原位直接重編程54。直接重編程具有許多的優(yōu)勢, 能夠?qū)⒊审w細(xì)胞直接重編程為其他類型的細(xì)胞而

21、無需先將成體細(xì)胞恢復(fù)至多能狀態(tài)。4.2 ipscs技術(shù)臨床應(yīng)用研究進(jìn)展4.2.1鐮刀形紅細(xì)胞貧血癥2007年, hanna 等人55開創(chuàng)性地在小鼠中用ips 細(xì)胞治療了鐮刀形紅細(xì)胞貧血癥(sickle cell anemia).隨后有大量的ips細(xì)胞應(yīng)用于臨床治療的研究被報(bào)道。4.2.2 帕金森氏病/阿爾茲海默癥帕金森病作為一種中、老年人的疾患, 其發(fā)病率隨年齡而上升.其主要病理改變是中腦黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元漸進(jìn)性變性壞死. 2002年首次報(bào)道胚胎干細(xì)胞分化產(chǎn)生的多巴胺神經(jīng)元向紋狀體移植治療帕金森病大鼠模型獲得成功5657.wernig 等人58通過體外培養(yǎng)將 ips 細(xì)胞分化為神經(jīng)前體細(xì)胞(n

22、eural precursor cells), 并形成神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞. 將ips 細(xì)胞衍生的神經(jīng)細(xì)胞移植入胎鼠腦中, 這些細(xì)胞可整合進(jìn)受體鼠的腦中, 形成神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元細(xì)胞 .該實(shí)驗(yàn)證明了用ips 細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞替代療法治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病的可行性.2011年, kriks等人59報(bào)道利用ips細(xì)胞治療帕金森氏病取得了進(jìn)展。利用帕金森癥患者的皮膚細(xì)胞培育出了ips細(xì)胞，并能將其分化為多巴胺神經(jīng)元細(xì)胞，這是帕金森癥患者大腦中所缺少的一種重要細(xì)胞。4.2.3心血管疾病2008年和2009年, narazaki等人60和zhang 等人61分別將小鼠和人的ips細(xì)胞分化為多種心血管細(xì)胞, 例如

23、, 血管內(nèi)皮細(xì)胞、淋巴內(nèi)皮細(xì)胞和心肌細(xì)胞, 證明了ips細(xì)胞治療心血管疾病的應(yīng)用價(jià)值.2013年, cell stem cell報(bào)道了日本利用ips 細(xì)胞開發(fā)出低成本大量制作心肌細(xì)胞的方法62.使用該制作方法得到的心肌細(xì)胞中幾乎不存在具有癌化風(fēng)險(xiǎn)的ips細(xì)胞或es細(xì)胞.實(shí)驗(yàn)證明,將心肌細(xì)胞移植到猴子的心臟中也不會發(fā)生癌化.福田教授說,“該方法不需要利用昂貴的設(shè)備進(jìn)行細(xì)胞篩選即可獲得純度高達(dá)99% 的心肌細(xì)胞.”4.2.4癌癥日本科學(xué)家的最新研究結(jié)果表明, ips 細(xì)胞可用來大量培育具有抗癌功能的免疫細(xì)胞, 將來有望在此基礎(chǔ)上開發(fā)出治療癌癥的新型免疫療法.研究結(jié)果發(fā)表在近期的cell stem

24、cell上6263.現(xiàn)有的免疫療法常是單純刺激患者的t淋巴細(xì)胞以使其增殖, 但是由于難以大量增加, 效果很有限. 此次開發(fā)的方法能夠大量培養(yǎng)t淋巴細(xì)胞, 所以有望解決這個(gè)問題.5 ipscs研究現(xiàn)狀的文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)分析查閱反映期刊的影響力大小的sci影響因子(journal citation reports) , 2009年cell stem cell(干細(xì)胞研究領(lǐng)域的權(quán)威雜志)影響因子達(dá)到了23.563, 繼2008年這一刊物影響因子達(dá)到16.826之后再次飛躍。2011年（2012年的結(jié)果將在今年6月公布）其影響因子繼續(xù)保持高位, 達(dá)到25.421。cell stem cell創(chuàng)刊不到6年,

25、影響因子從0一沖至16.826,又達(dá)到了25.421, 這主要得益于近幾年來干細(xì)胞領(lǐng)域發(fā)展迅速, 潛力巨大。另外一個(gè)生命科學(xué)領(lǐng)域刊物影響因子發(fā)展迅猛的是國內(nèi)的cell research：其2009年的影響因子從4.535升至8.151, 在國際細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域發(fā)表原創(chuàng)論文的147種核心期刊中排名第14位, 首次進(jìn)入前10%, 并連續(xù)5年在中國科技期刊中排名第一。2011年該刊物影響因子為8.19。5.1 ipscs研究年度發(fā)展趨勢對20002013年ipscs領(lǐng)域的文獻(xiàn)進(jìn)行檢索, 檢索到相關(guān)文獻(xiàn)6429篇(數(shù)據(jù)庫更新日期為2013年4月13日, 由于數(shù)據(jù)庫收錄的滯后性, 2013年的數(shù)據(jù)未完全收

26、錄, 僅供參考),文獻(xiàn)數(shù)量呈現(xiàn)逐年上升的趨勢。自ipscs于2006年誘導(dǎo)成功后, 相關(guān)研究得到了世界各國的廣泛關(guān)注, 許多科研機(jī)構(gòu)和研究人員投入到ipscs的研究中。對該領(lǐng)域研究的重視程度也體現(xiàn)在文獻(xiàn)的數(shù)量上, 在短短的4年時(shí)間內(nèi), ipscs相關(guān)文獻(xiàn)的數(shù)量已經(jīng)達(dá)到近千篇。5.2 ipscs研究國家(地區(qū))分布分析對ipscs研究文獻(xiàn)的國家(地區(qū))分布分析發(fā)現(xiàn)64, 美國以顯著的文獻(xiàn)數(shù)量優(yōu)勢位居首位, 其發(fā)文量占總文獻(xiàn)量的近半數(shù)。中國雖然位居第4位, 但是文獻(xiàn)量僅有71篇, 與美國、日本等發(fā)達(dá)國家仍然存在較大的差距。被引頻次能夠在一定程度上反映文獻(xiàn)的質(zhì)量, 一個(gè)國家發(fā)表文獻(xiàn)的篇均被引頻次則能

27、夠從一個(gè)側(cè)面反映該國的研究水平。此外, 利用各國的篇均被引頻次與其相對比, 從中可以看出各國的科研實(shí)力在國際上的相對水平。從這兩個(gè)指標(biāo)來看, 日本的科研水平相對較高, 而美國盡管在文獻(xiàn)數(shù)量上超過日本, 但文章的平均質(zhì)量不及日本。我國在ipscs領(lǐng)域中的科研實(shí)力與世界先進(jìn)水平相比仍然存在一定的差距, 但近年來, 我國的科研工作者正在不斷努力, 并獲得了一系列具有國際影響力的科研成果, 使中國在ipscs領(lǐng)域的研究不斷向世界先進(jìn)水平邁進(jìn)。5.3 ipscs研究機(jī)構(gòu)分布對從事ipscs研究的機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)64, 文獻(xiàn)量前20位的機(jī)構(gòu)中, 一多半來自美國。美國哈佛大學(xué)和日本京都大學(xué)分別排在前兩位,

28、這兩個(gè)機(jī)構(gòu)也是ipscs研究的開創(chuàng)者。中國只有一個(gè)機(jī)構(gòu)進(jìn)入前10位的行列, 即中國科學(xué)院, 位列第5位, 但文獻(xiàn)數(shù)量與國際先進(jìn)機(jī)構(gòu)相比仍然具有較大差距。6總結(jié)和展望我們相信, ipscs技術(shù)對于許多應(yīng)用（包括干細(xì)胞療法）已準(zhǔn)備就緒。ips細(xì)胞技術(shù)在未來將在這三個(gè)方面有作用：1 再生醫(yī)學(xué)。ipscs技術(shù)所建立的體系能為當(dāng)前人們很難解決的疾病提供可行的醫(yī)療方案。ips細(xì)胞由患者自身體細(xì)胞誘導(dǎo)產(chǎn)生，可以避免倫理、免疫排斥等問題. 因此，ips細(xì)胞有更廣闊的應(yīng)用前景，在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用潛力和優(yōu)勢.2 藥物安全性試驗(yàn)。許多的藥物所導(dǎo)致的健康問題是直到臨床試驗(yàn)才發(fā)現(xiàn)的。利用ips技術(shù)，利用重編程人

29、類成體細(xì)胞形成心臟細(xì)胞，將之用于藥物研發(fā)過程的早期階段的毒性試驗(yàn)，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)省花費(fèi)在昂貴的動物及人體試驗(yàn)上的時(shí)間與成本。3 個(gè)體化醫(yī)學(xué)。由于每個(gè)病人獨(dú)特的遺傳組成，藥物在不同病人身上所產(chǎn)生的反應(yīng)也不同。利用病人自身的細(xì)胞，研究者可以通過ips細(xì)胞來生成具有病人dna的大腦、心臟、肝臟等器官以及其他細(xì)胞。這些細(xì)胞然后可以被用于特定患者的藥物反應(yīng)試驗(yàn)，或者用于移植與再生。參考文獻(xiàn)1 takahashi k, yamanaka s. induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultur

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