一、細胞簡介
誘導(dǎo)性多功能干細胞（Induced pluripotent stem cells），是利用病毒載體將四個轉(zhuǎn)錄因子（Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc）的組合轉(zhuǎn)入分化的體細胞中，使其重編程為類似胚胎干細胞的一種細胞類型。它是由一些多能遺傳基因?qū)肫つw等受體細胞中制造而成，然后進一步進行體外誘導(dǎo)分化，得到理想的細胞模型。
為利用導(dǎo)入特定基因或是特定基因產(chǎn)物（蛋白質(zhì)）等方式送入體細胞（如：皮膚細胞或是肝臟細胞）中，使該體細胞變成為具備如同胚胎干細胞（ES細胞）般，具有分化成各式細胞之多功能分化能力，在一定條件下，它可以分化成多種APSC多能細胞，并且可以持續(xù)增生分裂。而這項新的技術(shù)，在2006年首度由日本京都大學(xué)山中伸彌教授團隊，將老鼠之纖維細胞制作而成。
二、研究歷史
誘導(dǎo)多能干細胞最初是日本人山中伸彌（ShinyaYamanaka）于2006年利用病毒載體將四個轉(zhuǎn)錄因子的組合轉(zhuǎn)入分化的體細胞中，使其重編程而得到的類似胚胎干細胞的一種細胞類型。隨后世界各地不同科學(xué)家陸續(xù)發(fā)現(xiàn)其他方法同樣也可以制造這種細胞。
2007年11月20日，美國威斯康星大學(xué)詹姆斯·湯姆森的研究小組在《科學(xué)》雜志發(fā)表體細胞轉(zhuǎn)變成“誘導(dǎo)性多能干細胞”（iPS細胞）的成果，而日本京都大學(xué)教授山中申彌領(lǐng)導(dǎo)的研究小組也于同日在《細胞》雜志發(fā)表類似的研究結(jié)果。緊接著皮膚細胞轉(zhuǎn)為干細胞后，美國馬薩諸塞州懷德海特生物醫(yī)學(xué)研究所的雅各布·漢納的小組用來自患病小鼠尾巴的皮膚細胞產(chǎn)生了誘導(dǎo)性多能干細胞。
2008年4月，美國加利福尼亞大學(xué)科學(xué)家報告稱，他們將實驗鼠皮膚細胞改造成iPS細胞，然后成功使其分化成心肌細胞、血管平滑肌細胞及造血細胞。
2009年2月，日本東京大學(xué)科學(xué)家宣布，成功利用人類皮膚細胞制成的iPS細胞培育出血小板，而且從技術(shù)上說用iPS細胞培育人類紅細胞和白細胞都是可能的；緊接著，日本慶應(yīng)大學(xué)科學(xué)家又宣布，成功用實驗鼠的iPS細胞培育出鼠角膜上皮細胞。
2009年3月伊始，iPS細胞研究便相繼迎來兩項重大突破。英國和加拿大科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了不借助病毒、安全將普通皮膚細胞轉(zhuǎn)化為iPS細胞的方法；美國科學(xué)家則在《細胞》雜志上宣布，他們可以將iPS細胞中因轉(zhuǎn)化需要而植入的有害基因移除，且保證由此獲得的神經(jīng)元細胞的基本功能不受影響。
2009年7月，iPS細胞研究在臨床應(yīng)用道路上又邁出非常重要的一步。據(jù)英國《自然》雜志網(wǎng)站報道，中國科學(xué)家周琪和高紹榮等人利用iPS細胞克隆出活體實驗鼠，首次證明iPS細胞與胚胎干細胞一樣具有全能性。該成果讓人們看到了iPS細胞具有實用性。
三、組成基因
IPS細胞是由一些多能遺傳基因?qū)肫つw等細胞中制造而成。在制造過程中，研究人員使用了4種遺傳基因，同時加入了7種包括可阻礙特定蛋白質(zhì)合成的物質(zhì)和酶在內(nèi)的化合物，以研究其各自的制造效率。
研究結(jié)果顯示，沒有添加化合物時，遺傳基因的導(dǎo)入效率為0.01%-0.05%，而加入了一種叫“巴爾普羅酸”的蛋白質(zhì)合成阻礙劑之后，導(dǎo)入效率竟升至9.6%-14%。如果從這4種遺傳基因中排除導(dǎo)致細胞癌化的遺傳基因，只使用3種基因，過去的導(dǎo)入效率只有0.001%甚至更低，而加入“巴爾普羅酸”之后，其效率也提高了約50倍。
四、研發(fā)
到目前（2012年10月）為止，能夠樹立具有分化成構(gòu)成身體各式各樣細胞之分化萬能性之細胞來源，主要為來自于胚盤胞期之內(nèi)部細胞塊所培養(yǎng)而成之胚胎干細胞，或是由胚胎干細胞和體細胞所融合之細胞，抑或是由生殖細胞培養(yǎng)而得之細胞。然而，iPS細胞的制作，是首度沒有使用受精卵或是胚胎干細胞而創(chuàng)造出具有萬能分化能力之干細胞。
在理論上，具有萬能分化性之細胞，可以經(jīng)過誘導(dǎo)分化之手段，使其分化成為身體中所有之組織與器官。如果使用人類病患自身細胞所創(chuàng)造出之iPS細胞，則培養(yǎng)出之組織或是器官作為移植回原患者身體內(nèi)時，將可避開自身免疫系統(tǒng)之攻擊之難題。另一方面，以往人類胚胎干細胞所產(chǎn)生之道德倫理問題，也可以取得根本的解決方式。因此，iPS細胞可成為再生醫(yī)學(xué)中，備受注目之重要的細胞來源。
除了再生醫(yī)學(xué)之應(yīng)用之外，利用患者本身之細胞所形成之iPS細胞，將其做特定細胞誘導(dǎo)分化后，可以成為良好之人類細胞研究材料，解決以往人類組織細胞索取上之困難點，也可以成為研究致病機轉(zhuǎn)之良好研究材料。另外，由于由患者本身體細胞得來，可以獲得具有“個別性”、“專一性”之細胞材料，可以針對藥劑或是成為毒性評估的最佳平臺。一方面也提供為轉(zhuǎn)譯醫(yī)學(xué)之最佳測試材料。
因此，iPS細胞的制作與發(fā)現(xiàn)，也成為醫(yī)學(xué)、藥學(xué)或是食品等之安全實驗平臺。此外，當(dāng)技術(shù)成熟后，例如男性細胞也可以制作出卵子，甚至老化細胞的重生，也不再是不可能的夢想。
五、特性和作用
iPS細胞同樣具有自我更新和分化的全能性，從日本科學(xué)家ShinyaYamanaka于2006年第一次發(fā)現(xiàn)這一技術(shù)到現(xiàn)在，科學(xué)家已經(jīng)成功從小鼠，大鼠，獼猴，豬和人的體細胞中誘導(dǎo)并獲得iPS細胞，而且誘導(dǎo)技術(shù)也產(chǎn)生了巨大的革新，減少外源轉(zhuǎn)錄因子，使用非整合病毒，質(zhì)粒法等等都能夠產(chǎn)生iPS細胞，最近，有報道稱利用純蛋白的方法也可以獲得iPS細胞。iPS技術(shù)具有巨大的潛在應(yīng)用價值，利用iPS技術(shù)能夠獲得病人或者疾病特異的多能性干細胞，這樣可以避免移植過程中的免疫排斥問題，也繞開了人類胚胎干細胞研究所帶來的倫理問題。
此外，掌握疾病特異性iPS細胞向相應(yīng)疾病中的功能細胞定向誘導(dǎo)的技術(shù)方法，以此作為模型研究這些疾病的發(fā)病機制，利用以上疾病模型，對現(xiàn)有藥物做出個體化的評估，并發(fā)現(xiàn)新的治療靶點和篩選新的藥物，將為這些重大性疾病的基礎(chǔ)和臨床研究開辟新的研究方法和技術(shù)平臺。
但是關(guān)于人類誘導(dǎo)多能干細胞的研究還處于起步階段，所采用的供體細胞還僅僅局限在人包皮成纖維細胞，表皮細胞，毛囊細胞等少數(shù)細胞類型，更為棘手的是，這些細胞被重編程為iPS細胞所需要的時間比較長（16-35天），效率很低，這大大增加了在這個過程中細胞的變異風(fēng)險。因此如何找到一種理想的人類體細胞來源是所有科學(xué)家都重點關(guān)注的問題。
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