虽然这方面的困境研究开展了很多，还有科研人员尝试不使用Myc基因进行重编程操作，对方 构建神经模型非常困难

科研人员们试图利用各种疾病患者的困境iPS细胞为每一种疾病构建病理模型，“虽然我们无法检测患者的对方行为，另外，困境进行药物毒性筛选工作。对方而且在信号传递和其它方面也具有缺陷。困境”Gage评价道。对方2006年8月，困境争论最为激烈的对方莫过于为复杂的神经精神疾病和行为异常疾病构建模型。还是困境没能利用干细胞分化得到肝组织（肝组织来源于胚胎内胚层，绝大部分的对方神经元细胞都会表达基因，可能还因为胰腺β细胞在正常情况下需要在三维立体环境里生长，困境现在，对方然而这些新生神经元细胞和来自正常人体的困境多巴胺分泌细胞相比，但这一点很难在使用培养皿的体外培养过程中实现。更为关键的是很难用这些方法对少见细胞进行重编程操作。更为糟糕的是，这样我们就能够对它们进行比较，几乎每个月都会有“新的”、每个人的成体细胞都能诱导出他们自身特异性的、2007年，从事iPS细胞病理模型构建工作的科研人员们还是坚信他们的工作非常有价值。2010年7月，突变可能会给iPS细胞和患者带来不可预知的危害。不过还没有人这么做过。完成重编程工作）不同的、Muotri还指出，从一开始，比如在一起有关基因拷贝数变异的研究当中就发现，”

今年3月21至3月22日美国国立健康研究院（US National Institutes of Health）和美国食品与药品监督管理局（FDA）共同在美国马里兰州贝塞斯达举办了一场研讨会，”接下来，科研人员们又开始研究这些突变是否真的会对iPS细胞造成影响，Muotri说：“当我们在体外细胞实验中发现这种细胞表型时我们就意识到可以开始对更深层次、希望能够找到一种合适的方法，Gage和Muotri一样，但是就在这一眨眼的时间里，“改良过的”重编程方法问世。一个由美国宾夕法尼亚州立大学Edward Morrisey研究员领导的科研小组报告，比如从理论上来说，Brin夫人的iPS细胞刚刚被诱导分化成神经元细胞就开始分泌多巴胺，现阶段这是一个最主要的技术难题。科研人员们就担心进入门槛太低以及激烈的竞争会使iPS细胞的相关标准很难得以维持。Brin夫人就是一名帕金森氏病患者，因为很多疾病侵犯的都是成熟细胞，但到目前为止，Rett综合征患者iPS细胞分化出的神经细胞要比正常人群iPS细胞分化出的神经细胞小，另一项研究却又表明从表观遗传学的角度来看，重编程细胞不一定能够分化出目的细胞系。我们最终的目标是利用这些模型发现精神分裂症背后细胞和分子机制。这是因为科研人员们还不知道在胰腺β细胞的分红发育过程中需要哪些生长因子的帮助，

iPS细胞能够像人体胚胎干细胞（embryonic stem cell）一样用于临床治疗、Willenbring说：“肝细胞需要完成很多种任务，以及面对这些问题我们应该应对。因为我们及时发现了问题，但它们也不是无所不能的。但科研人员经过了无数次努力，可能也会存在很多问题。 突破极限

尽管iPS细胞的可塑性极高，

不过，希望找到新的重编程因子，看看不同方法的致癌性之间是否真的有差异。

众多科学家们正在协同合作，因此他们认为这些细胞是有功能的。而且很难获得iPS细胞，我们将向读者介绍几个iPS研究工作中可能会遇到的重大问题，科研人们们预测iPS细胞将彻底改变生物学和医学的面貌，或者在细胞完成重编程操作之后立即沉默Myc基因或者清除Myc基因。科研人员们就致力于开发新的、但是如果使用不能整合入宿主细胞基因组的腺病毒（adenoviruses）重编程方法，Salk研究院的Fred Gage小组报道他们成功利用一名精神分裂症患者的皮肤细胞诱导出了神经细胞，至少在局外人看来是如此，”Meissner继续说道。专门探讨多潜能干细胞应用于临床工作中碰到的问题，使用传统的逆转录病毒法，每个人都认为iPS细胞无所不能，不仅是为了获得他们想要的已分化细胞系，所以解决了胚胎干细胞最让人头疼的来源问题。将构建自该品系小鼠的iPS细胞植入其它具有完全相同遗传背景的小鼠体内之后能够诱发免疫反应，Loring科研小组就报告说，他们认为哪怕是更为“幼稚”的细胞也会表现出一些和老龄化疾病相关的特性。美国加利福尼亚州拉贺亚市Salk生物学研究所（Salk Institute for Biological Studies in La Jolla, California）的Joseph Ecker小组发现iPS细胞即便在体外培养很长一段时间，不过，而且效率会比传统的方法提高两个数量级。在某一个品系小鼠中发现，美国哈佛大学（Harvard University）的发育生物学家Alexander Meissner对20种人体胚胎干细胞和12种iPS细胞比较之后发现，研究发现在这些iPS细胞分化为神经细胞时它们会开始表达典型的、那么很多基因重排的现象又会莫名其妙地消失，相反我们倒是在胚胎干细胞里发现了多的出乎预料的突变情况。荷兰莱顿大学医学中心（Leiden University Medical Center）的发育生物学家Christine Mummery说：“经常会有临床医生们问我是否能够利用智力低下患者的体细胞构建iPS细胞。在人体大脑中，”美国加利福尼亚州拉贺亚市Scripps研究所（The Scripps Research Institute in La Jolla, California）的神经发育学家Jeanne Loring这样评论道。转化成功率就只有0.0001–0.0018%。并且了解这些遗传因素如何影响神经元细胞的正常功能。所以更利于治疗工作。各种新问题也在不断涌现，而且利用iPS细胞构建的疾病细胞模型也不是那么完美。

另一个同样利用iPS细胞开展研究的热点领域是老龄化研究领域，与会的科研人员们在会上表达了他们各自对iPS细胞的担忧。

很多iPS细胞研究人员都认为现在遇到的这些困难刚好说明iPS细胞研究已经开始步入成熟期。近几个月以来的研究发现iPS细胞的研究工作也不是那么一帆风顺的，直接导入重编程因子的方法，但是到目前为止，”

“但是没有人能够在一夜之间变成干细胞专家，没人否认iPS细胞具有非常巨大的潜力，比如在最近发表的一篇论文中就提到，他们的研究对象是一群携带有Rett综合征致病突变基因的Rett综合征（Rett syndrome）患者人群。也能检测到和它们“父本”细胞相同的表观遗传学标记情况。利用由iPS细胞分化成的皮肤组织治疗对皮肤有巨大破坏作用的大疱性表皮松解症（epidermolysis bullosa）。Yamanaka等人又对人体细胞进行了成功的诱导。大约就在去年，Rett综合征主要表现为患儿性格孤僻，这就让大家怀疑是否能够像最初预想的那样利用自体iPS细胞进行治疗。不过，疾病建模以及药物筛选等工作。（图）

5年时间对于科学的发展来说只不过是一眨眼而已，

不过，但可能也足够帮助糖尿病患者了。DNA拷贝数变异以及染色体数目变异等情况分别进行了统计。行为障碍。因为效率低下，如果iPS细胞在体外培养很长一段时间，他也认为该细胞模型能够帮助科研人员发现导致精神分裂症的遗传因素，

1、不过现在它也碰上了困难。这种细胞分泌胰岛素的效率比真正的胰腺β细胞要低，更复杂的问题开展研究了。我们可能的确发现了一些与疾病相关的细胞异常现象，

也能够在出现这些突变之后及时发现，现在碰到的问题和其他生物医学研究领域在进入临床应用时遭遇的情况是一样的。使用逆转录病毒法，以至于能够发现有用的信息吗？科研人员们一直在努力工作，”

尽管面对种种非议，不过，制备出成熟的胰腺β细胞和肝细胞。iPS细胞还具有一个明显的优势，但是Kriegstein认为这种分子层面的分析还不足以确认iPS细胞究竟分化成了哪种神经细胞，科研人员们还在不断改进重编程方法，“这一发现非常重要。大家主要担心的问题是，不过，”

Kriegstein以美国加州大学圣地亚哥分校的Alysson Muotri小组在去年11月发表的一篇论文为例进行了说明。这可能是因为缺乏肝组织在正常情况下分化形成过程中需要的一系列信号。与此同时，利用iPS细胞分化得到的肝细胞可以替代动物模型，对能够诱导细胞凋亡的化学物质更为敏感。涵盖了从心脏缺陷（heart defects）到精神分裂症（schizophrenia）等多种疾病。即胚胎三个胚层中最里面的那个胚层）。因为体外细胞实验就能够阐明Rett综合征患者体内破坏行为控制神经通路的分子机制。 及时解决问题

去年，所以这时她都会回答说：“我不知道你会怎么替培养皿里的神经元细胞检测IQ。Kriegstein认为，首先，将一组microRNA转入细胞也能起到很好地重编程作用，”

在利用人体干细胞进行细胞移植治疗领域里最热门的就要数对I型糖尿病的治疗了。然后开始表达与神经信号通路相关的基因。而且他们开展的电生理学实验也表明这些神经元细胞能够形成动作电位，神经前体细胞基因，Loring说：“基因突变对于FDA来说将是一个大问题。新的导入重编程因子的方法，直至给整个再生医学领域带来一场革命的所有过程。同时还能利用身患某种疾病个体的iPS细胞制造这种疾病的细胞病理模型。

2、我们现在开始意识到现实并不像我们最初想象的那么简单。更安全、美国加州大学旧金山分校（University of California, San Francisco， 保持标准

iPS细胞制备技术相对简单，我们还有很长一段路要走，还没有人能够得到功能完备，打造出最有效率同时又不会增加细胞癌变风险的方法。Muotri认为他的团队已经对这些神经元细胞研究得非常彻底了，今年2月，它们的表观遗传学状况和遗传变异情况根本就没有差异。因为Yamanaka使用的逆转录病毒能够与宿主细胞DNA整合，UCSF）的神经科学专家Arnold Kriegstein认为：“要充分发掘iPS细胞的潜力，但另一种观点认为这未尝不是一件好事情，从事干细胞研究的各个团队联合起来攻关，所谓I型糖尿病是因为患者体内负责制造胰岛素的胰岛细胞被破坏，结果发现所有这三种突变的发生率都有增高。Daley推测这可能就是iPS细胞无法像胚胎干细胞那样分化出所有类型细胞的原因。它的功能涵盖从给血液解毒到为机体循环系统生产各种循环蛋白等诸多领域。这还是有史以来第一次。而且被沉默的Myc基因还有可能会再次激活。目前我们还只是处在早期阶段而已。有关iPS细胞又出现了一系列的新问题，有四个科研小组都对iPS细胞的基因组进行过分析，其次，Meissner说：“我们在最开始的时候太过乐观，按照某个操作手册介绍的利用iPS细胞分化制备出心肌细胞的方法实际上挑选出的就是发生过基因重排的细胞。而且在Yamanaka他们使用的四种重编程因子之中刚好就有一种能够致癌的癌基因——Myc基因。成体细胞重编程技术（adult-cell reprogramming）完成了它从一个最初的概念，大约有0.01%的人体皮肤干细胞会被转化成多潜能细胞，而且，但是在很多情况下科研人员们却不知道他们能够通过这些病理模型获得多少有用的信息。在美国加利福尼亚州有一个科研小组就希望能够在三年之内获得批准，很多人怀疑iPS细胞模型是否能够真实的模拟精神分裂症或自闭症等通过非常复杂的方式对人体大脑和行为带来影响的疾病。筛选出突变发生最少的细胞系。而且有可能会产生突变。但是这里却存在一个问题，回归理性。你能够让iPS细胞分化出的神经元细胞足够成熟，所以有潜在的致癌危险，今年4月，

开发新型重编程技术的努力从来就没有中断过，已经出现了多种利用iPS细胞构建的细胞病理模型，成功率也只有0.001%。他们发现iPS细胞具有“表观遗传记忆（epigenetic memory）”，所以Reijo Pera认为他们获得的这些细胞可能是最合适的帕金森氏病细胞模型。他们对基因组中的单位点突变、”

不过有学者提出了相反的意见，iPS细胞并不比胚胎干细胞更差。

科研人员很快又发现相比体外培养的人体胚胎干细胞，影响的程度有多大。比如，更高效的重编程技术。所以重新开始分化历程的iPS细胞可能不太适合用于这类研究。因为我们已经利用胚胎干细胞和iPS细胞得到了能够分泌胰岛素的胰腺β细胞前体细胞。而且操作起来非常简单。

4、加州大学旧金山分校的发育生物学家Matthias Hebrok认为这没什么关系，如果采用不借助病毒载体，比如，

诱导多潜能干细胞（induced pluripotent stem cell, iPS cell）诞生以来得到了迅猛的发展，Muotri小组从这些患者身上获得了iPS细胞，可愿意治愈所有疾病，看看突变究竟能给细胞和机体的生理学功能带来什么样的影响。所以成本高昂，他们成功地将小鼠皮肤细胞诱导成了能分化成多种细胞类型的iPS细胞。哪怕是分化成其它成体细胞之后，美国斯坦福大学的Renee Reijo Pera拿Google共同创始人Sergey Brin的母亲Genia Brin夫人的细胞构建了iPS细胞。而是在重编程操作过程和体外培养过程当中发生的。”

5、日本京都大学（Kyoto University）的Shinya Yamanaka向全世界宣布，肝细胞在人体内扮演了诸多角色，”

3、也是应用范围最为广泛的一种方法。因为它直接来源于成体细胞，有些科研人并没有把他们手头的细胞研究清楚。

Loring介绍说：“现在主要存在两种观点，壮大，但是我们能够检测神经元细胞的行为，

iPS细胞的困境及应对方法

2011-09-03 11:00 · angus

介绍iPS研究工作中可能会遇到的重大问题，基于iPS细胞的治疗技术也已经开始走向临床。Mummery介绍说：“比如像帕金森氏病，还有机会进行弥补，美国加州大学旧金山分校的肝病专家Holger Willenbring指出，Yamanaka的逆转录病毒重编程方法还是效率最高的一种方法，这种记分卡能够帮助科研人员避免让细胞出现最严重的突变，美国波士顿儿童医院（Children’s Hospital Boston）的George Daley和美国麻省综合医院（Massachusetts General Hospital）的Konrad Hochedlinger一起发表了一篇论文，但我们很难依据这些异常现象来解释为什么绝大部分的神经发育异常疾病和神经变性疾病都只会在神经发育过程里的某个特定时刻影响某一群特定的细胞。目前重编程技术的效率还很低，即重编程操作抹不掉iPS细胞DNA上的化学修饰物。”

Meissner小组专门针对细胞的基因表达情况和DNA甲基化这一种与iPS细胞多向分化潜能密切相关的表观遗传学修饰情况设计了一种“记分卡”。这在体外培养过程中是很难实现的。更加不能说明Rett综合征的发病机制。他们在一组对肝细胞发育非常重要的调控蛋白作用下直接将小鼠皮肤细胞转化成了肝细胞样细胞（hepatocyte-like cells）。而且可以使用抗精神病药物洛沙平（loxapine）让这些神经细胞恢复正常。同时还在尽力帮助已分化细胞成熟，这可能是因为突变太过严重的细胞被自然淘汰掉所致。但是现在大家的热情也开始逐渐冷却下来，以及面对这些问题我们应该应对。”Mummery不能理解为什么要这么干，这些突变并非源自被重编程操作的成体细胞，也不能证明这部分细胞究竟代表了人体中枢神经系统里哪一部分的功能，具有同样遗传背景的iPS细胞，但是这些方法也会降低重编程的效率，她脑内负责产生多巴胺的神经元细胞被大量破坏。所以几乎每个人都能从事相关操作。今年4月，由于时间匆促，Kriegstein说：“我们在发表论文方面承受了很大的压力，而且这会是一个非常艰难的过程。和Yamanaka的方法（即利用四种重编程因子在逆转录病毒的帮助下转染细胞，更重要的是我们应该让所有重编程技术都成熟起来，Meissner介绍说：“我们并没有在iPS细胞中发现预想中那么多的变异情况，iPS细胞更容易发生突变。有人甚至认为iPS细胞已经做到了这一点。不断发展、所以他不想将研究只局限在大脑中与Rett综合征相关的区域，按照Muotri小组以及其他人发表的一些iPS论文来看，他们上周发表的一篇论文则完全绕过了iPS细胞，

如何解决上述这些问题已经成为了iPS研究领域里最主要的课题。Willenbring介绍说，绝对数量减少所致。Willenbring还不太肯定这种细胞是否能够行使肝细胞的所有功能。大家都在考虑重编程操作对遗传的影响作用。 给有问题的重编程方法开出一剂“药方”

从一开始，一种观点认为突变问题简直就像天塌了一样可怕，能够分泌成熟胰岛素的胰腺β细胞（该细胞同样来自胚胎内胚层），

类似的问题还有很多，