誘導(dǎo)多能干細胞 (iPS) 能否替代人類胚胎干細胞 (hES)？有一天情況可能會如此，但在可預(yù)見的未來，需要對兩種類型的干細胞進行并行研究。

事實一覽

我們知道：

• 多能干細胞并不完全相同——小鼠胚胎干細胞和人類胚胎干細胞并不等同
•  小鼠胚胎干細胞更一致，更容易生長，更容易分化
• 臨床級人類胚胎干細胞系已經(jīng)存在
• 如何從人類多能干細胞中制造一些特殊的細胞類型

我們認為：

• iPS細胞將成為藥物開發(fā)的重要工具
• 在臨床中使用 iPS 細胞需要更多的研究和理解
• 未來幾年可能分離出相當(dāng)于小鼠胚胎干細胞的人類多能干細胞

我們還不知道：

• 如何確定人類 iPS 細胞的身份和安全性
• 如何將多能干細胞定向分化為多種不同的成體細胞類型
• 如何確保細胞在長期生長時不會發(fā)生不可預(yù)測的基因變化

繼續(xù)研究人類胚胎干細胞的三個主要原因：

1. 安全性和功能

ES細胞本質(zhì)上是正常的人類胚胎細胞，而 iPS 細胞是通過分子工程對成體細胞進行重編程而產(chǎn)生的。這些實驗室操作尚未完善，可能會產(chǎn)生異常的、可能不安全的細胞。iPS 細胞無疑是在實驗室研究疾病機制和開發(fā)新藥的有前途的工具，但還需要更多仔細的研究來確定它們是否可以安全地注射到人體中。還需要新技術(shù)來從 iPS 細胞中產(chǎn)生功能齊全的成體細胞。因此，人類 ES 細胞為 iPS 細胞的安全性和分化提供了基本標(biāo)準(zhǔn)。

2. 為臨床做好準(zhǔn)備

移植到人體內(nèi)的細胞必須在嚴格控制的環(huán)境中制備，以確保它們不受污染并且具有高質(zhì)量和純度。已經(jīng)開發(fā)了幾種臨床級 hES 細胞系，并已獲準(zhǔn)用于臨床試驗。在臨床的道路上走到這一步，是多年研發(fā)的成果。目前，由于生產(chǎn)所需的基因操作程序，沒有任何 iPS 細胞被批準(zhǔn)用于臨床。克服這一障礙并開發(fā)可用于臨床的 iPS 細胞系需要時間。

3. 缺失的人類多能干細胞

目前，不同的人類ES和iPS細胞系表現(xiàn)出很大的可變性和不一致性。然而，小鼠ES細胞可以在非常標(biāo)準(zhǔn)化的條件下生長，變異性最小。

小鼠和人類ES細胞并不等同；人類ES細胞似乎代表處于胚胎發(fā)育更高級階段的細胞，此時它們已經(jīng)開始專門化?？茖W(xué)家們認為，有可能分離出一種與小鼠胚胎干細胞相當(dāng)?shù)男滦腿祟惗嗄芨杉毎?。這些新細胞——如上圖所示為“1 期多能干細胞”，通常被稱為“基態(tài)干細胞”——預(yù)計具有非常一致的特性，可以可靠地分化成所有類型的特化成體細胞。世界各地的研究人員目前正在研究如何分離和培養(yǎng)這些人類基態(tài)細胞。

這具有三個重要意義：

• 找出如何獲得和培養(yǎng)人類基態(tài)多能干細胞需要通過實驗來修飾當(dāng)前的人類 ES 細胞，并且還需要使用最近為小鼠 ES 細胞開發(fā)的替代技術(shù)衍生出新的人類多能/ES 細胞。只有通過這些實驗，才能確定獲得人類多能干細胞的最佳方法。
• 一旦獲得，人類基態(tài)干細胞系很可能在醫(yī)學(xué)研究和臨床應(yīng)用中取代現(xiàn)有的人類 ES 細胞系。
• 基態(tài)人類 ES 細胞將為 iPS 細胞提供準(zhǔn)確的參考，這將使它們能夠標(biāo)準(zhǔn)化，克服其在工業(yè)上使用和監(jiān)管部門批準(zhǔn)其在臨床應(yīng)用中使用的主要障礙之一。

作者：奧斯汀·史密斯和克萊爾·布萊克本

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