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标题: ips会不会是一个浪费性研究 [打印本页]

作者: shixibao 时间: 2010-10-30 06:20 标题: ips会不会是一个浪费性研究

本帖最后由细胞海洋于 2010-11-1 17:40 编辑 8 e9 a2 [7 _- O# s% M1 J5 m/ O
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近几年来，ips是生物医学界耀眼的明星，但是这两篇文献使我有了这样的想法：ips会不会是一个浪费性研究。原因是ES细胞就是干细胞，虽然其来源没有ips方便，但是其最终效果必将是将干细胞分化为我们要的组织和细胞。期望战友指导答疑！！！

作者: shixibao 时间: 2010-10-30 06:22

我把文献附上[attach]15987[/attach][attach]15988[/attach]

作者: decloud2009 时间: 2010-10-30 07:10

涉及到es细胞的伦理太可怕了..一旦刹不住车子,一个人造人就出来了.

其次,就算ips达不到我所要的效果,但是在对其研究的过程中,有助我们对细胞,组织,器官甚至的机体的各种机制有了更深入的了解..对于我们研究对付疾病的方法,相信也有很大的帮助.

作者: LiuRoc 时间: 2010-10-30 08:02

iPS虽然多走了一步，但殊途同归，那一条途径好也不一定。还得继续做继续看...

作者: exin11 时间: 2010-10-30 08:19

伦理是一个很重要的因素，ES到现在只在小鼠、大鼠获取，大型动物都没能获得多少，何况谈人。ips就很好的避免了这些问题的发生:)

作者: marrowstem 时间: 2010-10-30 10:54

自从今年年初，美国斯坦福大学的Marius Wernig在《自然》杂志发文声称，通过三个转录因子，可以将小鼠的皮肤细胞直接转变成有功能的神经细胞，而不需要经过诱导成iPS细胞的那一步。
个人认为iPS细胞就已经显得多余，地位变得无足轻重了。

作者: zhenhua 时间: 2010-10-30 11:27

可以加深我们对干细胞基因调控的认识和提高我们操作细胞命运的能力

作者: zhaoyan1983 时间: 2010-10-30 12:46

其实我也不是十分明白，为什么一定要ES,还要使iPS类似于ES，现在已经证明了来源于不同组织的干细胞可以实现跨层分化，我觉得只要对脂肪干细胞，骨髓干细胞这些易于取材，没有伦理争议的干细胞进行深入研究就好了。为什么还要花大量的人力物力财力去研究有可能有致癌性的iPS？

作者: shixibao 时间: 2010-10-30 16:18

回答zhaoyan 1983的观点：) P/ a. ~" w; z3 ]9 t7 G7 X
传统观念认为成年组织或器官内的干细胞一般认为具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织。但是现在的研究表明其是不完全正确的，但是与此同时，我们也没有证明出成年组织或器官内的干细胞可以作为全能性干细胞，所以现在必须要ES来研究，因为他可以明确的形成几乎全部种类的细胞。

作者: shixibao 时间: 2010-10-30 16:26

上面的同志支持正方的观点重要依据是IPS很好的解决了伦理方面的问题，那么除了伦理从科学意义上是不是就没必要研究IPS了吗？？

作者: shixibao 时间: 2010-10-30 16:32

如果ips的功能与ES一样。从科学的角度我觉得也就没必要研究IPS了

作者: shixibao 时间: 2010-10-30 16:33

会是一种浪费性研究

作者: cicadacjk 时间: 2010-10-31 17:21

这一页多的正面辩论太无力了，看来很多人做iPS也是懵懵懂懂，君子必立志而后行，如果要做的东西都没看清楚，怎么可能做好？
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iPS的最大优势当然是个体特异的多能干细胞。是的，ES治疗的伦理问题随着iPS的出现而烟消云散。但更重要的，大家设想一下，只要iPS解决安全性问题，谁还会用别人ES分化的细胞往自己身上招待？这不仅仅是一个伦理问题，还涉及到免疫排斥问题，这两个都是绝对的障碍，iPS提供了解决这两个问题的最佳方法，所以才这么热门。（此外，我反对伦理问题不是科学问题的看法，抱着这种观点去研究科学，只可能加速科学毁灭人类的进程，而医学研究和基础研究本身就不应该加速这一过程）
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第二、很多人举出间充质干细胞，还有最近的成纤维细胞转化为神经细胞来举证。话是没有错，但大家可以想一下，iPS是06年出来，07年才被普遍承认的。之前间充质干细胞、转分化的研究有多少年历史了？如果大家对医院一线有所了解，应该知道自体干细胞治疗在我们中国可是很多医院都在临床使用的了，那效果如何呢？既然研究了这么久，为什么大家还是一根筋地研究ES，黄禹锡会因为人的核移植而成为学术明星，美国ES产品进入临床试验引起轰动？没错，问题就在于自体细胞和自体干细胞对比ES，在再生治疗上有天生缺陷，细胞用于治疗，必须满足两个条件，一、有功能；二、有数量。如果数量那么容易达到，那ES研究毫无意义，ES的自我更新研究为什么那么热，就是因为其均等快速分裂的特性是其价值的主要基础。干细胞治疗有很多情况下是要去治疗基因缺陷的，为什么基因敲除之前只在小鼠里有，那是因为基因修饰技术是需要传很多代细胞的，体细胞根本做不了，做完了也衰老得差不多了，所以才需要胚胎干细胞。很多成体细胞都是不怎么分裂的，比如神经细胞，话说做一次治疗至少也要十次方数量级的细胞，成纤维固然能转化为神经细胞，且不论安全性的方法有没有，就说十一次方数量级的成纤维细胞（假设效率是10%，其实没这么高），你把全身的皮剥了都很难分离出这么多。但胚胎干细胞养几代就很轻松上这个数量级，这就是为什么十余年来，一大堆不明真相的科学家无视体细胞可以提取，自体干细胞可以治疗的事实，不顾ES存在伦理和免疫排斥双重缺陷，还埋头在ES领域苦干的理由。

再提个题外的，ES分化治疗为什么选择中枢神经系统为先行者，而不是胰岛？就是跟ES天生免疫排斥的缺陷是有关的。当然现在这种研究就都活跃起来了。
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转分化也是价值很高的研究项目，不亚于iPS，但我不认为所有细胞类型都能轻易地转化出来，通过一个稳定的系统先研究分化，再把iPS套到这个分化的系统里，是发动如今庞大科研界潜力的最佳方法。只有一家人做A细胞转化为B细胞，其技术壁垒注定这种研究要落后于多个一直研究ES分化成B细胞的应用速度。开会时我就看到一个西班牙人，研究胰岛分化n多年，包括组织形成，安全性都做得非常全了，别人问他咋不用iPS做，他说iPS最后一定是跟ES一样的，他等着安全性一解决，他这技术马上就可以上临床了，没必要现在操这个心。
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所有的现象都有背后的理由的，这么多顶级的科学家，谁不想青史留名，怎么可能一堆人使劲做一个完全没有前途的东西（特指06年前将ES应用到再生医学的研究，iPS出现后领域是热了，但投机的人就多了）。

作者: shixibao 时间: 2010-11-1 09:12

因为我们成体细胞保留着全基因组染色体，它使其去分化为干细胞的理论基础，ips的产生使这种理论变为现实，是生物医学发展的里程碑。其实当"多利"羊的出生已经预示着IPS的必将成功，因为它告诉了我们体细胞核的全能性。# D3 i7 I/ W) }, L8 V2 j1 {
ips的最总目的是要进入临床的，就像楼上所说的，有了ips就可以实现个性化治疗，避免了免疫排斥。现在IPS的最大的缺陷就是其致癌性风险，不管我们有micro-rna也好，它最终都会启动原癌基因的表达。所以假设我们无法去克服这一缺点，试问我们还能说es研究还是一种“无视体细胞可以提取，自体干细胞可以治疗的事实，不顾ES存在伦理和免疫排斥双重缺陷，还埋头在ES领域苦干的研究吗？”若果我们有实力或者有能力将比ES低一级的系带干细胞在每一个人出生时保存下来，岂不是一个很好的方法去逃避伦理问题吗？! D- L& o7 I. |4 k& y' P7 v
其实IPS的研究会推动肿瘤研究的进展，一个很简单的问题为什么ES不会“致癌”（有点绝对）（起码比IPS的致癌概率低），如果我们能将IPS和ES的不同点研究清楚，会不会给肿瘤研究带来曙光呢？; v* L e' E8 w% O$ z! D. x( J; E
所以，IPS是一个崭新的领域，是奇葩还是糟粕只有我们研究才知道，当然这里面的立题点很重要！
虽然，发出此辩论贴没有我想象的那样有很多人参与，但是感觉收获很大！谢谢战友批评指导！

作者: decloud2009 时间: 2010-11-1 10:08

上面的同志支持正方的观点重要依据是IPS很好的解决了伦理方面的问题，那么除了伦理从科学意义上是不是就没 ...0 {0 E- L, Q+ o2 ^3 @
shixibao 发表于 2010-10-30 16:26

机制啊,不管是疾病,还是发育,我们都需要研究机制,只有明白了机制是如何作用的,我们才能针对机制的各个方面进行进一步的研究,如疾病,研究治疗方法.如生命的发育,可以避免中可能对发育过程产生影响的各种因素.甚至截断癌症的发展,都是有可能.
3 Q/ d3 b3 Q O0 Q5 O8 I
这是一个潜力无限的研究,我们需要做的是认清自我.把握自我.如果确定自己的方向和道路不在各种利益中迷失.

作者: sunsong7 时间: 2010-11-1 11:06

其实我也不是十分明白，为什么一定要ES,还要使iPS类似于ES，现在已经证明了来源于不同组织的干细胞可以实现 ...
; F0 S6 o) Y' k( a9 lzhaoyan1983 发表于 2010-10-30 12:46

5 I6 ^4 ~. U8 ^3 V+ M/ v& x7 o
本人观点：不支持胚胎干细胞和iPS研究。
iPS与当年的“LAK”细胞研究热、全民“打鸡血”热情况很类似，个人认为不久这种“热情”就会退去。越来越多的体外研究表明间充质干细胞具有三胚层分化能力，不但可诱导为脂肪、成骨、肌肉、内皮、上皮等中胚层许多谱系细胞，还可可转化为神经、胰岛β细胞等细胞谱系，MSC还可能根据身体需要在体内发生“去分化”作用。
我们可以期待MSC能够为干细胞研究提供全方位的解决方案，包括人们希望ES或iPS来完成的所有任务。

作者: sunsong7 时间: 2010-11-1 12:36

这一页多的正面辩论太无力了，看来很多人做iPS也是懵懵懂懂，君子必立志而后行，如果要做的东西都没看清楚， ...
8 x: g' }, F6 j( {' i) T1 {2 ucicadacjk 发表于 2010-10-31 17:21

不同意！3 n- p& K. P0 ?9 _) G
1. iPS仅仅解决了ES采集时的伦理问题，而能性干细胞伦理问题远不止这些；
2. 并不是说iPS解决了伦理问题，“有功能”、“有数量”就可以临床要求，iPS为满足“功能”和“数量”的需要将经历“漫长的体外过程”，着对干细胞的遗传稳定性、表观遗传特性和生物学特性都构成了极大地不确定，安全性对iPS的前程是致命的问题；% I1 N$ K! S3 A3 S; o) N, m
3. 对于多种疾病来讲，并不一定（或者根本不）要将干细胞在体外诱导分化出特特化细胞（神经心肌、β细胞、）进行移植，体内微环境的改变可另干细胞发生“分化”或去分化。

作者: sunsong7 时间: 2010-11-1 12:40

有些错别字，重发一别
1. iPS仅仅解决了ES采集时的伦理问题，而多能性干细胞的伦理问题远不止这些； . Q( g& P. t0 M7 U7 ~5 e# v
2. 并不是说iPS解决了伦理问题，“有功能”、“有数量”就可以临床要求。iPS为满足“功能”和“数量”的需要将经历“漫长的体外过程”，这对干细胞的遗传稳定性、表观遗传特性和生物学特性都构成了极大地不确定，安全性对iPS的前程是致命的问题；
3. 对于多种疾病来讲，并不一定（或者根本不）要将干细胞在体外诱导分化出特化细胞（神经心肌、β细胞、）进行移植，体内微环境的改变可另干细胞发生“分化”或去分化。

作者: shixibao 时间: 2010-11-1 14:56

楼上说的LAK就是肿瘤研究中将肿瘤患者的淋巴细胞活化后再注入患者体内，在二十年前该研究给肿瘤研究带来了希望，但是兴奋之后却是一场大悲！但是我觉得做科学研究在科学的基础上一定要乐观--科学乐观主义！但愿ips能走的更远！

作者: wolfgang 时间: 2010-11-1 16:36

即便反方的观点正确，理由也不应该是这样，有必要提到转分化

作者: flydayzhu 时间: 2010-11-3 00:02

回复 8# zhaoyan1983

已知的干细胞取材及分化能力有限，只有ES可以分化成全部类型细胞，不过个人觉得如果真的要做成ips可能有点多余，但是对ips的研究可以加深我们对细胞分化机制的研究，同时对direct transformation的研究应该会起到一定的促进作用

作者: 饶冠华 时间: 2010-11-3 08:40

回复 6# marrowstem
7 `3 S1 ~: A, Z0 W* ~6 ?
这个你说的就不对了那篇文章只是iPS的一个延伸没有iPS 哪里会有这篇文章？个人认为iPS是一种思想，而不仅仅只是一种技术手段。

作者: kephort 时间: 2010-11-3 10:48

iPS无论在科学意义还是在应用潜力上都有其价值的。
1、科学意义( z% S! ?& a5 g6 e& E8 Z
（1）重编程研究; Q: k) c$ O* g- l
nuclear reprogramming传统研究主要靠nuclear transferation来进行，但涉及到大量的卵母细胞应用，而且对于卵母细胞中起到重编程作用因子一直没有办法进行深入研究，但iPS对多潜能因子的研究对这方面的研究很有启发性。
   （2）多潜能或全能性的表遗传机制
   由于iPS的研究，使多潜能性或全能性的表遗传机制开始渐渐浮出水面，虽然ES在这方面也进行了大量的研究工作（如DNA methylation profiling, histone coding or profiling）也阐述了些许机制，但iPS也对ES的干性维持、分化与去分化的过程等问题提供了很多思路。
   （3）丰富了表观遗传机制的实例
   这个就不用多说了，会有很多调控的通路或机制被阐明。
2、应用价值：
虽然现在存在着致癌等问题，在direct reprogramming上还存在着机制不清、line transformation也比较有限，但这也正说明其研究的价值。

作者: sunsong7 时间: 2010-11-4 11:37

当初开展iPS研究的主要目的是“寻找合乎伦理道德的胚胎干细胞替代品”，而事实上iPS既不能完全替代ES作为药物研究病理模型，更不能为临床提供安全的细胞，如果只是为了丰富教科书内容，目前的投入力度太过了。

作者: shixibao 时间: 2010-11-5 09:09

In a stark reminder that stem-cell therapy is uncharted territory, a stem-cell transplant given to a patient in Thailand who had kidney disease resulted in the development of cellular masses not previously reported. The lesions, described in a paper published online on 17 June in the Journal of the American Society of Nephrology, were not directly linked to the patient’s subsequent death (D. Thirabanjasak et al. J. Am.
Soc. Nephrol. doi:10.1681/8 R, P8 P9 u: ^
ASN.2009111156; 2010).6 ^$ B* h4 u: |  u" k" E
With hundreds of poorly regulated clinics that offer + ~- j, b+ K: F. U8 _+ X( ?4 A
unproven stem-cell therapies now running, notably in China and Thailand, the episode is a warning to patients who may be considering such treatment.the patient had lupus nephritis, in which the immune system attacks the kidneys. In 2006, she underwent a procedure at a private clinic in which her own haematopoietic stem cells — which can develop into any type of blood cell — were injected into her kidneys. Details of the clinic and the rationale behind the treatment have not been released.Haematopoietic stem cells have been used to treat lupus nephritis with some reports of success. But they are usually injected into the bloodstream, not the kidney, in an attempt to ‘reset’ the immune system.Six months later, the patient complained of pain and blood in the urine. Imaging studies revealed a four-centimetre mass on her left kidney and smaller masses in the kidney, liver and adrenal gland. Doctors at Chulalongkorn University in Bangkok removed the kidney, believing a malignant tumour to be present. But further analysis showed that it was something else. 8 L( e, F+ |5 q  P
I had never seen anything like it,” says Paul Thorner, a pathologist at the Hospital for Sick Children in Toronto, Canada, who has a joint position at Chulalongkorn University and was a co-author on the paper. Thorner coined a term — angiomyeloproliferative — to describe the proliferation of blood-vessel and bone-marrow cells the team found.Patients are undergoing other experimental
stem-cell therapies, but there is usually little follow-up to establish safety or efficacy. In one case reported last year, a boy treated with 0 _0 R+ K# x5 t1 g6 A' B" I+ M1 L2 ?
fetal stem cells at a Russian clinic developed tumours in his brain and spinal cord. In the Thai case, no post-mortem was carried out, as far as Thorner is aware, so his team could work only on the removed kidney. It is not known whether the smaller masses were linked to the main mass, or what would have happened had the patient not died $ p' p# e# b0 y/ r: E! v6 i
from other complications. “She didn’t get any better from stem cells, we can say that,” says Thorner, who may try to reproduce the + x! c& }& B. G  [8 K
masses in animal experiments.  ■
David cyranoski# n, v6 _! r6 {
“She didn’t get any 7 X  z# r8 [) w% u- h- M2 J
better from stem cells, % y. W: ^. q% y; j  y
we can say that.”

作者: shixibao 时间: 2010-11-5 09:12

上边的报道：说明不管是ips 还是干细胞研究都需要很长的路要走！希望大家共同努力！科学就要解决医学的困能！对于失败不要悲观要有科学乐观主义！

作者: sunsong7 时间: 2010-11-5 11:20

iPS临床应用除致瘤方面的困扰外，还有许多安全性方面的挑战：
1. 供临床应用的细胞需要尽可能避免过多的体外操作，譬如：成体干细胞制备包括“分离、纯化、建库、扩增、制剂、复苏”在内的全过程细胞传代一般不超过5次，iPS的体外操作远远不止这么多步骤和传代次数，每增加一步体外操作将意味着风险增加许多倍；+ h. F# Y8 K. ?8 ^
2. iPS的体外操作过程中除了使用了病毒、生长因子、抗体、酶、动物血清、抗生素外，还是用了什么试机和理化条件，这些外源因子如何控制才能达到临床安全要求？
3.iPS诱导分化的效率和筛选的效率是多高？如果有一个漏网之鱼（未分化、不完全分化、不正常分化细胞）误被移植到病人体内就意味着威胁；
4.若将iPS制备出足够量的细胞供临床使用，不知有没有人计算出细胞世代数是多少？世代数过高意味着细胞衰老或恶变的机会大大增加。. ]+ o5 T. w8 \0 j, w4 w7 B8 p
5.iPS的个体化治疗方案可以很好解决免疫排斥问题，但是细胞表型、染色体核型、细胞形态、增殖能力、分化潜能、多能性标记、疾病基因、端粒酶活性、抑癌基因、原癌基因、DNA甲基化等等如何控制？. z2 N2 ~1 z# ]
6.iPS个体化治疗方案的细胞供体和受体是同一个人，病人生病就意味着他的基因可能出现了问题，iPS的基因也可能有同样问题，拿病态基因的细胞能否给病人治好病？
7.即便以上所有问题都得到了合理的解决，那么个体化治疗的成本又有多少人能够接受呢？) a, [( g( L7 j! B& U+ ?
8. iPS是“非自然”细胞，它的安全性问题往往不是在有限时期内能够判断的的，iPS会不会改变人类的后代，会不会引发出未知的全新疾病？

作者: shixibao 时间: 2010-11-5 14:19

现在，iPS细胞的制备已成常规实验操作，科学家已懂得利用这个利器去攻克疾病和基础生物学领域里的种种难题。

1. 重编程现象的发现
人们在对细胞再生的研究中早就发现了体细胞重编程之后能够恢复多向分化能力这一现象。终其一生研究果蝇（Drosophila）遗传学的科学家Thomas Morgan在20世纪初曾经用涡虫（flatworm, Planaria）为材料研究过再生问题。他发现即使是很小一片涡虫“残片”也能生长成一个全新的完整涡虫。他将这个过程称为变形再生（morphallaxis），因为涡虫体内任意一个部位的组织或细胞都能够活化形成一种能够发育成为完整涡虫整体的新组织。现在我们知道，这种再生过程其实与干细胞的活动无关，而仅仅是因为重编程机制发挥了作用。

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第一个在试验中发现重编程现象的是Robert Briggs和Thomas King。他们早在1952年就成功克隆出了第一只青蛙。Robert和Thomas当时采用的方法是将青蛙囊胚细胞的胞核植入另一个去核的青蛙受精卵细胞当中，这个人工制备的受精卵成功发育成为蝌蚪。但随后Robert发现，如果使用分化程度更高的细胞胞核来进行这个实验，那么成功的难度会大大增加，而且获得的蝌蚪也比较容易出现各种发育异常。10年后，John Gurdon报道他使用完全分化的蝌蚪肠腔细胞（intestinal cell）成功克隆出了青蛙，但是如果使用成熟的青蛙细胞，无法完成该实验。此后，使用体细胞克隆脊椎动物似乎就成为了生物学上无法完成的任务。/ }2 e# j; r, T' j& W) \

幸运的是，这并没有成为一条铁律。在20世纪80年代，整个生命科学研究领域都在探讨一个关键问题——去核卵细胞的运用是否是唯一一个重编程方法呢？此后有人将两种不同的已分化细胞融合，获得了稳定的、不分裂的异核体从而促进了该问题的解决。ES细胞的出现给整个科学界带来了曙光，这说明异核体（heterokaryon）实验方法是一种非常好的方法，可以检验各种不同体细胞细胞核植入多潜能细胞环境（如卵细胞胞质）之后会得到什么样的结果。实际上，这些实验发现，成体细胞核在与多潜能ES细胞融合数天之后，它们的表达谱是会发生改变的。后来，多莉羊的诞生更加证实了完全能够利用体细胞进行重编程操作。
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此外，还有一些科学家也一直在寻找新的方法来改变体细胞的分化能力。经过不懈的努力，研究人员终于在20年后第一次发现了只需要一个转录因子Myod就能够将成纤维细胞转变为肌原细胞（myoblast）。这项研究成果及其实验方法促成了数年之后Shinya Yamanaka的成就。# u( C' D) }1 l0 y( l. Z

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2. Shinya Yamanaka的重编程研究工作
2005年，韩国科学家Woo Suk Hwang曾报道声称自己发现了一种新方法——利用人体自身的体细胞（卵细胞）制备出与个体遗传背景相同的人体胚胎干细胞，他因此成为学术界的焦点。如果他的这项发现无误，那么人们就可以像采用PCR方法扩增DNA一样方便地扩增人体组织了，这无疑是一项非常振奋人心的消息。但是，2005年底有人发现，Woo Suk Hwang欺骗了全世界。整个干细胞研究领域因此遭受巨大打击，受到广泛质疑。

2006年，由日本科学家Shinya Yamanaka在日本京都大学（Kyoto University）建立的iPS细胞技术（即将成熟分化的体细胞重编程为胚胎样干细胞的技术）成为了人们唯一的希望。该技术操作简单，而且不需要使用卵细胞或胚胎细胞，从而巧妙地避开了胚胎干细胞研究应用带来的伦理道德问题。尽管如此，Yamanaka仍然担心大家会因为Woo Suk Hwang事件的不良影响而不相信他的研究成果，因此他让自己一位学生用另一个系统重复了该实验，直到确信结果无误之后才公布了他们的研究成果。自此，很大一部分研究干细胞的科学家都将目光聚焦到iPS的研究上面，干细胞研究迅速繁荣及飞速发展起来。

Yamanaka的谨慎小心是很有必要的。结果公布后，他开始在各种学术会议上介绍他的研究成果。不过，他并没有透露详细的实验方法。Yamanaka介绍时指出，他们发现只需要4个基因就可以将小鼠成纤维细胞重编程为胚胎样干细胞：首先，用病毒将基因转入体外培养的小鼠成纤维细胞，数周之后，细胞的形态和分子特征都开始发生改变，变成类似胚胎样干细胞的状态。将这些细胞与正常的小鼠胚胎混合之后移植到代孕母鼠体内继续生长，结果发现这些iPS细胞在小鼠胚胎发育中起到了主要作用。不过，由于这些iPS细胞无法形成配子，所以还无法称之为全能干细胞，即无法分化成体内任意一种细胞。但这个实验结果已经令人非常震惊了，至此，整个科学界承认，并且确信这可能也是其它研究领域都无法获取的成果。2009年，Shinya Yamanaka因细胞核重编程技术而获得Albert Lasker基础医学研究奖（文后小词典）。. k' ^5 G+ t( f
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Yamanaka发表文章后不久，他到哈佛大学进行了一次演讲，专门介绍他们的工作。当时还只是一名助理教授的Konrad Hochedlinger回忆到：“最开始，我打算和Yamanaka合作从事这方面的研究工作，但是后来我们觉得这个实验比较简单，单凭我们自己就能搞定。”

Yamanaka让他的一个研究生使用改造过的成纤维细胞（在该细胞中，如果插入的基因活化，那么细胞就会发出绿色荧光）重复了一遍他的实验。几个星期后，Yamanaka在组织培养室的显微镜下观察到体外培养的这些扁平状成纤维细胞中有一些细胞看起来已经变得像胚胎干细胞的模样了。Yamanaka和他的学生马上跑到楼下的荧光显微镜室，在镜下，他们欣喜地看到这些胚胎干细胞样细胞发出了绿色荧光。现在，人们对iPS细胞都非常了解和熟悉了，不过在当时，这听起来就像天方夜谭，Hochedlinger说道。+ F0 _% }" l* Q0 C; {7 c

2007年，在美国博大研究所（Broad Institute）里，分别由Hochedlinger、Yamanaka和Rudolf Jaenisch领导的三个科研小组发现，iPS细胞能够发育、分化成体内的所有细胞，包括可生育的配子细胞，也就是说iPS细胞是全能干细胞。这同时证明Yamanaka的研究成果并非伪造，因为其他的实验室也能获得同样的结果。最近，在2009年秋，有三个实验室又发现iPS细胞能够通过极限实验（ultimate test），形成一个每一个细胞都来自于iPS细胞的新的小鼠。% f. z- @0 o3 i& Z1 S, O: J+ Q% `
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12年前，多莉羊的诞生证明，哺乳动物体细胞重编程是可能的。将已分化细胞的细胞核植入卵细胞内可以使基因组中处于沉默状态的基因再次被激活，促使细胞发育形成一个新的完整的生命体。此后，科研人员对此进行了大量的研究，大家尤其想找到一种不需要借助卵细胞也能完成的重编程方法，不过一直都毫无收获。将胚胎干细胞与白血球细胞融合似乎能够起到重编程的作用，但这样获得的细胞是四倍体细胞。Yamanaka异想天开地将二十几个基因一股脑儿地全部转到细胞当中。经过了辛苦的筛选工作，他们最终成功获得了4个能够完成重编程过程的基因。

Yamanaka的工作热情来自于他的信念，他坚信如果小鼠细胞能够被重编程，那么人体细胞也一定能够被重编程。而细胞重编程技术对于研究人体疾病和人体细胞的分化过程具有极其重要的意义。美国威斯康辛州立大学（University of Wisconsin）的James Thomson说，Yamanaka的方法也是他们当时想到的方法。Thomson早在1998年就发表了第一篇有关人体胚胎干细胞的文章，不过，他说他的目标并非要诱导细胞获得全能分化能力，而是想弄清楚重编程过程的机制，从而帮助其他科学家获得重编程细胞。他招收Junying Yu到他们实验室从事博士后研究，试图解决这个问题。Thomson 说：“我们都认为这是一个非常重要的科学问题，因为要解决它至少需要20年的时间。”2007年，Thomson和Yamanaka分别发表了论文，他们都用商业化的人体成纤维细胞获得了iPS细胞。随后不久，美国波士顿儿童医院（Children’s Hospital Boston）的George Daley也发表了类似的文章，不过他使用的是新鲜的人体成纤维细胞。1 I/ Z$ Q# L; v. P+ k
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到目前为止，出于技术和伦理方面的原因，还没有人进行过Woo Suk Hwang的实验，即将人体成熟细胞的细胞核植入去核的人体卵细胞，从而获得人体胚胎干细胞。不过，对于不具备这种克隆技术的科学家和无法获得人体卵细胞的科学家来说，iPS细胞的出现无疑是帮了他们大忙。现在有一大批研究人员还在继续研究，希望找到更好的iPS细胞制备和检测方法，但与此同时，iPS细胞已经开始作为一项研究手段广泛地进入了基础生物学和临床医学研究的各个领域。实际上，人们已经制备出了数百种人体iPS细胞系，这些细胞系来源于临床上的各种患者，比如糖尿病患者、Down’s综合征患者和脊髓性肌萎缩患者等。
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尽管是否具有胚胎干细胞的特征依然是判断iPS细胞是不是全能干细胞的金标准，但是越来越多的事实表明，有关胚胎干细胞培养和分化的一些经验也能直接用于iPS细胞的相关操作。加拿大多伦多安大略人类iPS细胞研究所（Ontario Human iPS Cell Facility，该研究所成立于2008年）的William Stanford预测说：“我们将来能够取得的成就肯定会比我们今天在人类胚胎干细胞研究领域中取得的成就大。我们已经对人类胚胎干细胞研究多年，积累了丰富的经验，但现在有越来越多这方面的科研人员开始转变研究方向，投入到iPS研究领域。”
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3. iPS细胞的功能
体细胞被重编程为iPS细胞时，它们关闭了体细胞特异性表达的基因，开启了那些使细胞具有全能分化性能的基因，而当iPS细胞分化时则会发生相反的过程。细胞从一种状态转变到另一种状态似乎需要进行细胞分裂，染色体需要经历打开再折叠的过程。在此过程中细胞会对哪些基因开启，哪些基因关闭进行一次全面的重新调整，这其中还需要一些转录复合体和调控RNA的参与。人们可以借助iPS细胞这扇窗口对上述转变过程进行深入的观察和研究。

iPS细胞在癌症研究中也能发挥巨大的作用，我们可以通过iPS细胞来研究细胞“出错”的机理。Hochedlinger介绍说，从某些方面来看，肿瘤细胞与多潜能细胞具有很多相似之处，比如它们都具有永生化特点，也都能致瘤。去年，有5个研究小组发表论文表明，抗癌基因p53失活能够使重编程速度得到极大的提升。重编程操作使细胞进入应激状态，从而激活p53基因，阻止细胞生长，使其进入停滞期。但是一旦迈过了这道坎，就会使更多的细胞进入重编程程序。这些研究不仅发现了重编程过程能够加速的现象，还发现p53蛋白在其中的作用，这很有可能会掀起一股研究重编程过程在肿瘤发生发展过程中所起作用的热潮。Jaenisch说：“永生化现象与重编程过程之间的联系非常重要，我认为我们一直以来都忽略了这一点。”
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还有一些学者希望能够使用iPS细胞来研究体内发生于配子形成和胚胎形成早期的高度组织化的重编程过程中到底发生了哪些事件。毕竟，有一些能够提高体外受精成功率的小分子物质也能够加快重编程过程。但是，体外重编程过程的成功率非常低，这一点与体内重编程过程不同。在某些试验中，只有不到千分之一的成功率。目前，科研人员还无法猜测其原因。Jaenisch说：“体外重编程实验完全就是一个人造系统，它可以起到一定的作用，但并不像我们想象的作用那么大，它还存在很多问题。”

iPS细胞还有一个更为直接的用途就是用来发现哪些分子是多潜能干细胞所必需的，这也是对胚胎干细胞研究的一种补充。美国加利福尼亚大学（University of California）研究细胞分化和去分化分子机制的专家Robert Blelloch解释说：“重编程成功率也能作为一种判断细胞稳定性的标准。比如，如果有一个因子能够使细胞稳定地处于分化状态，那么过表达这个因子就能降低重编程的成功率，而抑制它的表达就能增加重编程的成功率”。Blelloch使用该方法已经发现了一些miRNA能够促进细胞的分化或者促进细胞去分化。该方法同样也适用于转录因子、能够帮助染色质重构的蛋白和其它调控分子。
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不过，还是存在一些问题，比如采用一些细胞分子标志物来判断重编程过程的细胞表面蛋白就还不太可靠，因此人们根据这些分子来判断重编程是否成功时就必须非常谨慎。理想的状态是研究工作能够进入一个良性循环，即通过实验发现一些能够促进重编程过程的因子，然后建立更加可靠的检测方法，从而推动重编程技术向前发展。

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4. 培养皿中的疾病模型
人们对iPS细胞具有如此之高的热情是因为它能在人类疾病研究和药物筛选工作中发挥巨大的作用。比如，自从2008年底加拿大多伦多安大略人类iPS细胞研究所成立以来，他们就已经用来自11种疾病患者的23个成纤维细胞系构建了135个iPS细胞系。目前，该研究所又获得了一笔资金，用来为精神分裂症和自闭症等复杂的疾病构建iPS细胞系，也可以为那些携带有一个已知基因异常的患者构建iPS细胞系，比如郝-吉二氏综合征（progeria，即早老综合症，该症患儿常常会死于成年人多见的心血管疾病）这种单基因疾病。目前人们主要利用患者的成纤维细胞和B细胞来开展研究，不过用这两种细胞开展研究得到的结果却不太一致，这是因为在体外培养时，细胞会不断积累表观错误和DNA修复错误。iPS细胞则是一个比较可靠的研究材料，这是因为与疾病相关的标志物在细胞重编程后都会被“清零（reset）”，然后随着细胞的分化再逐步表现出来。而且更重要的是，iPS细胞还有可能分化成受到疾病侵害的心血管细胞，Stanford介绍说。6 _) u+ j7 p( M5 b& L
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对于很多我们正在开展研究的疾病来说，哪怕可以进行活检，样品之间的差异也十分巨大，而且很难获得足够的细胞来重复进行精确的试验。而携带了人体突变（致病）基因的转基因小鼠则往往不能表现出相应的人类疾病症状。iPS细胞则一举解决了这两大难题。首先，它可以无限繁殖，不用再担心细胞来源问题。其次，它是与人体细胞完全一样的细胞。

我们还有可能通过iPS细胞来研究与疾病有关的遗传多态性。这也是iPS细胞吸引人的地方。因为人类没有像实验小鼠那样进行近亲交配，因此人类的遗传多样性是非常丰富的。哪怕是具有相同遗传突变的两个人，他们发生单基因疾病症状的时间和表现也会有所不同。因此，可以将源自同种疾病的好几个不同患者的iPS细胞进行比较，以帮助我们发现一些有用的信息。美国国立神经疾病与中风研究院（NINDS）的Ron McKay这样说道。

不过，iPS细胞也不是万能的。Daley这位参与了哈佛大学iPS细胞核心实验室（Harvard iPS Cell Core Facility，该实验室的主要工作是制备并提供疾病相关的iPS细胞系）筹建工作的科学家坚信用人体细胞来研究人类疾病只是一种游戏替换（game-changing），不过他对进行大量无法解释的实验工作表示担忧。仅仅只是制备iPS细胞系并看它们能做些什么这是远远不够的，科学家应该想想iPS细胞系是不是最好的选择。

Daley说，科研人员不仅需要考虑胚胎干细胞和iPS细胞的差别，还需要考虑使用胚胎干细胞研究人体组织的困难。研究人员还不清楚体外培养的细胞能在多大程度上模拟体内的真实组织。即使细胞能进行非常可靠的分化，完全分化成非常均一的神经细胞和平滑肌细胞，也无法代表那部分与疾病有关的细胞。此外，不论是从胚胎干细胞还是从iPS细胞分化而来的细胞，比如脑细胞、血细胞、心肌细胞等，都会与胎儿细胞比较类似，而不是与成人细胞类似。到目前为止，哈佛大学iPS细胞核心实验室可以提供14种疾病特异性的iPS细胞系，不过目前的需求是125种细胞系，该实验室计划明年再构建100个疾病特异性的iPS细胞系。2 R; G3 G2 {0 ]9 |& z, @
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心脏病这类有多种诱发因素（比如遗传背景、饮食习惯、缺乏锻炼的生活模式等等）参与的发病较晚的疾病不确定性因素很多。那么培养皿中的一个细胞是如何能够模拟如此众多的发病因素呢？这也就是为什么到目前为止仅有的两篇使用iPS细胞系在体外构建疾病模型的论文报道的都是关于构建单基因疾病——亨廷顿舞蹈病（Huntington’s disease）模型，而这种iPS细胞系也是哈佛大学iPS细胞核心实验室最畅销的产品。
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不过新加坡科技研究机构（A*STAR, Singapore）的Alan Colman认为，科学家很难将其它现有的技术与iPS相关工作相结合。虽然疾病特异性的iPS细胞系能够弥补动物模型的不足，但是最理想的状态是能够将两者结合起来。比如首先在体外细胞试验中进行研究，根据实验结果做出一些判断，提出一点假说，然后再到动物模型上去验证这些想法。还很少有人将源自正常人的iPS细胞和源自患者的iPS细胞植入动物模型中，从而研究它们之间的区别。

如果将iPS来源（分化）的细胞与其它采自患者的细胞相结合，也许我们会有新的发现。我们现在主要将iPS细胞用于研究细胞自发性疾病（cell-autonomous），即出错的细胞就是受影响的细胞。但是还有很多疾病不是细胞自发性疾病，这些疾病中发生问题的细胞会影响其它的细胞。科研人员对iPS细胞在这类疾病研究中的作用表示怀疑是有道理的，因为很难控制iPS细胞分化成一种靶细胞，更不用说要分化成两种不同类型的细胞，而且还要让它们之间产生一定的相互作用。不过，Colman相信科研人员一定能够找到解决问题的办法。比如为了研究糖尿病，我们不再需要获得能够产生胰岛素的beta细胞和攻击beta细胞的免疫细胞。因为iPS细胞就能够分化出beta细胞，然后直接用糖尿病患者的血液样品攻击这些beta细胞就可以了。科研人员可以用这种方法在体外模拟体内的病理过程。Colman承认，现在有关使用iPS细胞研究疾病发病机理的文章还非常少，但他相信在未来几年里，这方面的文章一定能够大量涌现。& q, o/ F. \  g, i
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当然，有关iPS细胞的研究成果不会仅限于疾病建模方面。NINDS的McKay说：“如果你能获得多潜能人体细胞并且有效地使其分化成人体内的各种细胞，那么这将彻底改变我们对人体的理解。”但他同时也警告说：“我们必须把握正确的方向。”最终，我们可能发现，这类细胞的应用范围也是非常有限的。

作者: sunsong7 时间: 2010-11-5 20:46

请楼上告知文献的原始出处，谢谢！

作者: qian_wanli 时间: 2010-11-5 21:48

发表此言是没有对社会、伦理、免疫学、临床医学等综合理解

作者: shixibao 时间: 2010-11-5 22:41

回复 29# sunsong7

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我也没有文献，所以抱歉，你可以自己搜呵呵祝好运

作者: shixibao 时间: 2010-11-5 22:42

回复 30# qian_wanli
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能否具体些，虚心赐教!谢谢！

作者: sunsong7 时间: 2010-11-6 00:27

发表此言是没有对社会、伦理、免疫学、临床医学等综合理解
1 U9 I' ~; a n0 Z! H* Pqian_wanli 发表于 2010-11-5 21:48

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愿闻其详，谢谢！

作者: sunsong7 时间: 2010-11-8 21:36

下面两则消息已传达出iPS技术即将谢幕信号，取而代之的很可能是直接的lineage reprogramming...
Nature：一项不用ips细胞，直接转化为血液细胞的技术，这个研究团队在制作ips细胞时，无意中发现只使用ＯＣＴ４因子导入皮肤细胞中，可以获得血液祖细胞，然后再经过培养，可以生成红细胞，白细胞等血液细胞，详情请看：http://www.stemcell8.cn/thread-29688-1-1.html
Nature：处于年轻态的ips其实并没有完全脱胎换骨，利用ips定向诱导分化后，发现ips会出轨，而且分化方向赫然是是原初组织，悲乎，原来ips骨子里竟是念旧的准儿，虽然晋级发育链的上游，但是魂牵梦绕的仍是那远方的枯藤，老树，昏鸦。。详情请看：http://www.stemcell8.cn/viewthread.php?tid=29721&highlight=

作者: flydayzhu 时间: 2010-11-10 10:11

回复 34# sunsong7

生成血细胞说明有另外一条途径来更高效的获得治疗用的细胞，但并不代表ips会就此消失，因为其机制目前还没有阐述清楚。另外ips的记忆个人觉得可能跟基因组印迹的情况会有点类似，是重编程没做到家可能。个人觉得ips的研究主要是在机理研究而不是应用上。

作者: cicadacjk 时间: 2010-11-10 10:59

所有这些技术都是同宗的，当然会存在一定的竞争1 ~+ O, }0 Z e/ X+ a& i
是否竞争胜出，第一阶段看安全的方法，第二阶段看疗效4 a& [* d% a: f! \0 A4 S
很多朋友是做间充质干细胞的，其实这个主要就已经在第二阶段了
iPS和转分化都还在第一阶段的竞争中' L- m0 M' }6 P t7 C8 p2 \" Y, v
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总的来讲，谁也无法确定哪个方法会是再生医学的真命天子，甚至再生医学能否再现造血干细胞移植的成功也未可知。

作者: zhaoping 时间: 2010-11-15 09:03

iPS已不仅仅是作为诱导分化的细胞，更重要的是作为一种实验技术，提供给科学家更广阔的研究平台，使我们可以在细胞的水平来研究细胞内的变化，细胞从“年轻”到'成熟"的变化。

作者: sunsong7 时间: 2010-11-15 10:57

楼上说"iPS...细胞从“年轻”到'成熟"的变化", 恐怕不是这样，iPS或许从“小大人”直奔“老年”啊”！

作者: crystal 时间: 2010-11-15 21:41

我不是科研人员，通过最近做实验查阅的一些资料以及了解的。8 Z9 S$ _5 a* `0 t9 F5 z
我不能代表大众，只代表我自己。" ^/ x1 D1 g' R& s3 B
等我以后生孩子，我一定要给她存点干细胞。

作者: dispassion 时间: 2010-11-21 16:58

我是支持ips有深远研究价值的/ J8 _, I8 M& s
原因：: k' [+ Q/ U/ Y1 k* A! `$ L) y, c$ \
1.文献给力：在07年的时候对于ips还是有很多质疑的，包括什么诱导肿瘤细胞，是病毒诱导引起的什么的。但是到了2010年，看看这几年的文献，我们发现ips可有由各种分化的细胞来，也能分化到三个胚层去。而且完全来源于ips的四倍体互补小鼠简直让人信心大震。7 Z }5 n. V! y3 }
2.伦理给力：首先我要说人的ES细胞全能性怎么样还不好说，更别说人的ips。但是在获得ips的途径上是方便了很多，不用给一些妇女“超排”取卵，或是毁掉一个人的胚胎来的好的太多太多了（反正我是干不出这事）。( f8 l( r2 M! Q2 h, n- H4 x7 J
3.哲学思考：人类作为一个个体会衰老，死亡，但是确可以生儿育女，代代相传。为什么？既然生殖细胞保存了“生命轨迹”（占时瞎叫的），为什么我们作为个体就不能抵抗衰老。可能和端粒，氧化损伤等等都有关系。但是我们可以幻想说一个人这么多个细胞，总有年轻的，可以返老还童吧，所以就给ips提供了可行性。我们不能说一个人返老还童，但是他的好的少数的细胞可以。1 |4 T+ @# ~( o- B1 t
现状; Y7 e- g' V0 S' C) K9 C9 K* Y
1：重编程不完全，部分重编程或是变成肿瘤都有可能。还有很多技术，表观遗传的东西要考虑。太多太多了。但是作为科学工作者，有问题就有工作（对我是件好事）。& a( M/ O" i& [6 ^
2：作为干细胞的：‘终极目的’，治疗人的疾病上，我看ips要走的路太长了。但是MSC,或是一些干细胞治疗上，外国先不说，中国就已经搞得有声有色。ips前景再好也是后话了。

作者: sunsong7 时间: 2010-11-24 16:39

这场辩论有些好玩儿，变成科学和技术之间“公说公有理婆说婆有理”：
1、科学探索无禁区，毫无疑问iPS的探索可以解释出一些重要的科学规律，丰富人类对生命的认识，从这个角度来说iPS研究是有价值的，在社会经济条件能够承受情况下做适当的投入时无可非议的，但要要适可而止；
2、将iPS科学成就转化为应用技术或产品是另一码事，除了法规、伦理外，还要考虑经济可行性、技术可行性，作为临床技术或产品还要具备“有效性、安全性、质量可控性”，iPS尚不具备转化成临床应用技术或成品的条件，目前阶段在应用领域过多的投入是浪费！% f: s+ [4 k5 L8 ~& K0 w1 L
3. 其实把科学和技术混为一谈的不乏大佬们，看到国家十二五“重大新药专项”关于iPS专题我很惊讶，以为专家脑子进水了，鬼才相信十二五期间能开发出iPS药物。别人告诉我：专家脑子才没有进水！
是啊，自然科学基金杯水车薪，搞基础的何年何月能拿到这样巨额资金呢，一去不复返的SARS就曾让许多大佬一夜暴富...

附：“重大新药创制”科技重大专项“十二五”实施计划2011 年课题申报指南
http://www.moh.gov.cn/publicfile ... ocument/doc8423.pdf
5. 新药研发干细胞技术平台' i: C+ o; J2 a6 B) |
建设目标：针对血液疾病、心脑血管疾病、恶性肿瘤、代谢性疾病等重大疾病, 研究诱导多能干细胞（iPS 细胞）的转化与应用，体外分化模型等，研发人类干细胞相关治疗技术与方案，% _# d' q9 Z/ R+ [/ B9 O
评估干细胞治疗的技术风险，为开发新型治疗性药物和治疗性方法提供支撑与服务。

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