返老还童，躯体再生这些古人所描绘的神话，有可能在未来成为现实。

诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells, iPSCs)是将一系列诱导因子导入到成熟体细胞中，并重编程为具有类似胚胎干细胞特征的一种多能干细胞，这意味着iPSC具有超强的分化能力，在特定条件下，可诱导分化成人体所需临床试验默示许可的不同类型的细胞，甚至类器官。

南京艾尔普自主研发的心力衰竭细胞治疗产品“人iPSC来源心肌细胞注射液”已获得CDE新药临床试验默示许可，这标志着我国在再生医学领域也迈入新阶段。

 

 

2006年日本学者山中伸弥通过引入四种基因，成功将成体细胞重编程为多能干细胞，也就是iPSC，这项发现为再生医学打开了新的大门。iPSC可以诱导成人体里几乎所有类型的细胞，比如神经细胞、心肌细胞、血管细胞等，有了iPSC，我们就可以用患者自己的细胞制造无限供应的健康细胞，来替换身体受损的组织和器官，这就是细胞替代疗法。目前，iPSC已经被用来治疗各种疾病，尤其是一些难以治愈的慢性病，比如糖尿病、心血管疾病、帕金森等神经退行性疾病。除此之外，利用iPSC还可以建立各种疾病的细胞模型，用来研究疾病的发生机制以及筛选新药，这对那些目前还没有很好动物模型的疾病研究具有重大的推动性。

 

Fig1：iPSC分化生成帕金森疾病模型
 

神经退行性疾病如阿尔茨海默症和帕金森病，主要特征是特定脑区神经元逐步死亡和脑功能逐渐衰退。然而这类疾病的发病机制迄今不明，缺乏有效治疗。利用iPSC技术分化而来的患者特异性神经元，为建立这些疾病的细胞模型提供了可贵的材料【1】。研究人员已经利用阿尔茨海默症和帕金森病患者的iPSC，分别获得了两种疾病的多电极阵列芯片模型。这些疾病特异性的神经网络可以反映患者大脑中复杂的病理活动，是药物筛选和探究发病机制的Excellent平台。

Fig2：组织学评估证实 iPSC-CM 归巢至梗塞心脏

 

心血管疾病已成为导致死亡的首要原因，而心肌梗死是其中最严重的一种。利用iPSC技术获取功能性心肌细胞，成为治疗心血管疾病的理想途径。在大鼠心肌梗死模型中，研究人员注射了iPSC-CM细胞，结果发现，这些细胞可以成功植入梗死区，改善心脏功能，增强心肌活性【2】。移植后1个月依然可以在大鼠心脏中检测到移植的心肌细胞，这凸显了iPSC-CM在心肌再生中的治疗潜力。

Fig3：人 iPSC-iNKT 细胞体现出明显的抗肿瘤活性

在研究热点肿瘤领域，iPSC也有了新的研究方向。iPSC-NKT指的是从诱导多能干细胞(iPSC)分化而来的自然杀伤T细胞(Natural Killer T cell, NKT)。NKT细胞是一类兼具自然杀伤细胞和T细胞功能的混合型淋巴细胞，通过释放细胞因子参与多种免疫应答过程，然而体内NKT细胞数量稀少且分化困难，限制了其临床应用，利用iPSC技术可获得大量NKT细胞。研究表明，iPSC生成的NKT细胞具有成熟NKT细胞的表型和功能，可以快速响应抗原刺激并释放细胞因子如IFN-γ【3】。在动物模型中，iPSC-NKT细胞表现出抗肿瘤和改善移植免疫排斥的作用，iPSC-NKT细胞克服了体内NKT细胞的数量限制，为NKT细胞相关的肿瘤免疫治疗和移植免疫学研究提供了新的思路。但其临床转化还面临NKT细胞异质性以及功能稳定性等问题，未来研究需要继续优化iPSC的定向分化技术。

iPSC被称为再生医学的“明日之星”，但要实现临床应用，还存在一些问题需要攻克，其在细胞治疗及其他领域的应用仍有着巨大的潜力。相信随着研究的深入与技术的革新，iPSC领域面临的挑战终将被不断创新的方法克服，iPSC技术会让更多先天遗传病、面临器官衰竭的患者重获新生。

 

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 参考文献

[1] Avazzadeh S, Baena JM, Keighron C, Feller-Sanchez Y, Quinlan LR. Modelling Parkinson's Disease: iPSCs towards Better Understanding of Human Pathology. Brain Sci. 2021 Mar 14;11(3):373.

[2] Guan X, Xu W, Zhang H, Wang Q, Yu J, Zhang R, Chen Y, Xia Y, Wang J, Wang D. Transplantation of human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes improves myocardial function and reverses ventricular remodeling in infarcted rat hearts. Stem Cell Res Ther. 2020 Feb 21;11(1):73.

[3] Aoki T, Motohashi S, Koseki H. Regeneration of invariant natural killer T (iNKT) cells: application of iPSC technology for iNKT cell-targeted tumor immunotherapy. Inflamm Regen. 2023 May 12;43(1):27.

 

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