episomal vectors是否会引起癌变？

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俞君英：iPS的未来在于实际应用

: _; K1 z+ b( F) ~* D      最近读到了生物通报道的有关俞君英iPS的未来在于实际应用文章，本人对episomal vectors又很多问题想同大家探讨，特发此贴，并附原文如下：
% C1 c3 i; o" X# {" b* A* B    2007年不仅让iPS一炮而红，也让一位华人女科学家从幕后实验室走了出来，成为世人瞩目的焦点，这位女科学家就是俞君英博士，有人称她为华人生命科学界的骄傲，有人认为她是下一届诺贝尔奖热门获奖者，然而她却依然平平淡淡的进行着自己喜爱的科学研究，波澜不惊。
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    近年来俞博士成果不断，比如其研究组在Science杂志上公布了新成果：利用非整合型附着体载体（episomal vectors）方法获得了人类iPS细胞，在去除掉附着体后，这些iPS细胞就成为了没有外来DNA的iPS细胞，从而解决了可能癌变的问题。另外今年发表在PNAS杂志的文章中，又报道了人类iPS细胞神经分化的差异。
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8 \% N+ r+ V/ M9 Q/ y  v& l! o    经过多年的研究，俞博士对于iPS技术形成了自己独特的见解，比如谈到iPS研究领域未来的发展趋势的时候，她认为，在未来几年中，iPS细胞研究将主要聚焦在如何实际利用这些细胞，包括发展不同的方法，将hESC/iPSCs有效的分化成临床需要的细胞类型，用于药物筛选，毒性检测，疾病研究模型等。另外利用hESC/iPSCs进行移植治疗，也比通过其它方法可能来得要容易一些，当然人类iPS细胞来源方面依然存在一些萦绕已久的问题，像是克隆过程中的变异，安全性问题等，但是这些对于人类iPS细胞的应用可能并不是主要的难题。
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    近期Nature杂志公布了一项由斯坦福大学完成的，绕过iPS，直接将成体细胞重回多能状态，编程为功能细胞的新成果（“Direct conversion of fibroblasts to functional neurons by defined factors”），这被一些科学家认为是“巨大飞跃”，为研究脑细胞功能紊乱提供了新方法，利用这一方法培养人体所需的器官和组织将来有可能成为再生医学的研究新热点。
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    对此，俞博士认为这种直接将一种细胞类型重新编程成另外一种细胞类型的研究成果十分有趣，这也就是说，利用合适的重组基因，就有可能将许多细胞类型直接转变成另外一种。这种方法能具体应用到再生医学中，尤其是如果能利用小分子完全替代重组的基因的话。但是初级体细胞通常增殖潜力受到限制，对于像是药物筛选，毒性检测，和移植治疗（尤其是需要遗传修复的移植治疗）这样需要大量细胞的应用来说，这种方法受限于从活人身上获得重新编程所需的起始原料（体细胞），因此不能满足研究或治疗的需要。而人类ES/iPS细胞则在这方面能提供充足的细胞。0 @& o1 m) E1 Z' T' Z6 T

3 w! z3 Q8 A0 N, N& r7 C1 O" `    另外俞博士在接受生物通采访的时候也提到了对于近年来iPS技术发展的看法，她认为iPS细胞技术发展迅猛，科学家们发现了许多能极大增加重组效率的新基因和小分子，短短一年时间内，我们对于重组的认识又有了新的飞跃。6 t4 r. G! v. N- C
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    但是她也表示，一些主要的问题依然未得到解答，比如许多研究报道了iPS克隆和ESCs在表观遗传修饰，或者基因表达方面存在差异，但是这些差异与每个iPS细胞克隆，或ES细胞系的发育潜力之间的关联是什么？目前人类ES/iPS细胞多能性的标准明显还并不健全。. p% x* c( q3 c/ z
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    而且获得iPS细胞的不同方法（基因重组，小分子，以及重组培养物）之间也需要建立系统比较，这样才能识别出始终能获得高质量的iPS细胞的方法，重组效率其实也许并没有iPS细胞质量那么重要。

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的确，现在iPSC对于药物筛选等方面的应用有着很大的潜力，但其中很多基因改变的机制还未被揭示清楚，安全性、可靠性不确定，距离临床的应用还任重而道远。

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iPS炙手可热的程度从08年Science十大突破和09年Nature  Methods十大技术可见一斑，再生医学领域中，iPS被赋予无与伦比的光芒，因为iPS被证实具有全能性，具有与胚胎干细胞一样的功能。 2 l4 f; r6 j! l

: X; L1 f) E: a  b然而，华人干细胞专家、威斯康星大学麦迪逊分校医学和公共卫生学院的张素春教授的一项研究得出的结论却并不十分乐观。这篇研究性论文Neural  differentiation  of  human  induced  pluripotent  stem  cells  follows  developmental  principles  but  with  variable  potency发表在《美国科学院学报》上。对文章有贡献的还有俞君英和James  Thomas。 ; N$ L' ?+ B' o* N: \4 V7 Z

! l2 ~; w0 f* F  \9 M8 {6 D张素春教授比较了iPS细胞和胚胎细胞变成大脑细胞的能力，iPS细胞--  即便是那些不用导入外源基因诱导的iPS--  比对应的胚胎干细胞的分化的效率和忠实度低。 ; b! Q  R+ e7 j7 {- c7 Y
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张素春教授说，这项iPS细胞可预测性更差（与胚胎干细胞相比）的发现意味着在把它们可靠地用于临床环境之前还需要解决更多的问题。
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相比之下胚胎干细胞的可预测性很好，  iPS细胞却不是这样。这意味着目前仍然需要进行一些研究从而制造出理想的诱导多能干细胞，用于应用。 * I1 @' }$ H( O  ?- y0 G( y5 Z1 T

6 x2 Q/ G& p. \% [' _% G9 [威斯康星大学张素春教授研究小组比较了5个胚胎干细胞系和用不同方法培育而成的12个iPS细胞系的分化能力。胚胎干细胞被认为是全能干细胞（能分化成人体全部220种细胞的细胞）的"金标准"。 ! E  K  H+ H& @7 M1 ^- B1 A: U

2 A% ^+ g. ~' r$ {. v$ ^张素春教授研究组发现iPS细胞能分化成神经祖细胞，并进一步分化成组成大脑的各种功能神经元。然而，它们并不能忠实地重现胚胎干细胞的所有分化能力，这表明，一些未知因素可能限制了它们在实验室中为疾病建模的用途——这是干细胞技术最重要的有潜力的早期应用之一。这类未知数还可能限制它们在临床环境下细胞移植等应用。 / ~9 r  O. V- {
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有趣的是，这项新的研究提示，用于把皮肤细胞重编程从而变成空白的多能细胞的基因的存在与否并不影响它们的分化能力。在该研究中测试的一些诱导干细胞系是利用绕过了把皮肤细胞重编程从而变成空白多能细胞的基因的技术培育成的。 3 {9 B0 M) U, e( l( R9 a( x
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这些结果很令人惊讶，这也告诉我们目前培育的iPS细胞的技术仍然不是最优的。还有改进的空间。
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张素春教授指出，尽管诱导干细胞存在不可预测性，这些细胞仍然可以用于制作特定种类细胞的细胞群，让它们可以用于某些应用，诸如测试有潜力的新药的效果和毒性。他还指出，他的研究组发现的这些限制是可能较快地解决的技术问题。这看上去是一个技术问题，技术问题通常是能够克服的。关键在于确定是什么东西起作用，让这些诱导细胞变得不同。

kouke80

同意楼上朋友们的观点。前几天用了一上午搜索关于iPS的文章，可真多，但大部分都是讲采用什么方法诱导各种细胞转变为iPS细胞的，较少涉及机制及基因改变。可能还是万里长征的第一步。

jsy

虽然现在有很多提高重编程效率的文章，关于重编程作用机制我们还是知之甚少。ips要想走向应用，还有非常长的路。

ambassador

09年4月，美国Scripps研究所、ProteomTech公司和德国马克斯普朗克分子生物医学研究所等研究机构成功的利用重组蛋白诱导体细胞生成多能干细胞！
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这不就绕过了外源性遗传物质吗？还会有引起癌变的担忧吗？

潇洒小百货

iPS会不会像核移植一样，昙花一现，很快就过时了？

mqz_11

把理论应用到实践是不太容易的一步，但也是最重要的一步。, E5 C4 x# J& Q
个人认为应用是一个很复杂，多重因素影响的过程。。。是需要不断积累慢慢沉淀的过程。。。。不像一个新的技术，，有了瓶颈的突破，马上就大跨步的发展成熟。。
' X3 N- g% o( B$ y( cips 的应用我们应该更有耐心。不断摸索。。。

mikeli

同意楼上的说法，个人认为在体外试验的应用有可能在近几年得到比较大的进步，但是要引入人体，可能还有漫长的道路要走。

tspaulzhao

iPS运用于药物筛选、毒性检测、疾病模型构建是可能的，但如果运用于临床试验我想还是有一定的风险存在。