什么是iPS细胞
iPS细胞，即诱导性多能干细胞（induced pluripotent stem cells），是通过重编程技术，把不能分化的体细胞转变为在各方面都与胚胎干细胞极为接近的一种多能干细胞。
诱导多能干细胞
iPS细胞的发现
2006，山中伸弥在《cell》中发表“Induction of Pluripotent Stem Cells from Mouse Embryonic and Adult Fibroblast Cultures by Defined Factors”，在这篇文章中通过逆转录病毒转化方法将4种因子Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4导入小鼠皮肤成纤维细胞中从而获得了具有胚胎干细胞特性的iPS细胞；在2007年，山中伸弥又在《cell》中发表“Induction of Pluripotent Stem Cells from Adult Human Fibroblasts by Defined Factors”，这篇文章中通过慢病毒转导的方法将4种因子Oct3/4、Sox2、Klf4和c-Myc转导人体皮肤成纤维细胞后可获得成具有胚胎干细胞特性的iPS细胞，同年，在Thompson实验室则是用慢病毒载体引入Oct4、Sox2、Nanog和LIN28也可获得iPS细胞。
人真皮成纤维细胞诱导为iPS细胞
iPS细胞的建立过程
1) 分离和培养宿主细胞。
2) 通过病毒介导或者其他的方式将若干多个多能性相关的基因导入宿主细胞。
3) 将病毒感染后的细胞种植于饲养层细胞上，并于胚胎干细胞专用培养体系中培养，同时在培养中根据需要加入相应的小分子物质以促进重编程。
建立iPS细胞的流程图
iPS细胞的优势
1) iPS细胞类似于胚胎干细胞，具有强大的分化再生能力，可以分化成人体各个器官和组织所需要的各种细胞类型。
2) iPS细胞是通过遗传编辑而来的一种干细胞，此在来源方面不存在社会伦理问题。
3) iPS细胞可以通过CRISPR/cas9基因编辑产生同基因对照细胞系。该基因编辑可以改变DNA达到使用细胞治疗人类疾病的目标。
iPS细胞的应用前景
iPS细胞作为种子细胞，在理论上可以定向分化成几乎所有细胞类型、又可以进行改造和挑选，又有近乎无限的增殖能力，是非常完美的细胞药物的初始材料。
1. iPS细胞体外生成“人造血管”
2019年，由加拿大不列颠哥伦比亚大学和奥地利科学院分子生物技术研究所合作完成了世界首次成功在实验室培养皿中将干细胞培育成完整的“血管类器官”，它们拥有内皮细胞、周细胞及毛细血管网络，可实现真实的人血管的结构和功能，这一突破对攻克糖尿病和多种血管疾病有重要意义。
人类多能干细胞分化为血管类器官的示意图
2. iPS人工角膜移植成功
2019年，日本大阪大学研究人员将iPS细胞分化诱导为角膜细胞组织，再将其制备成不易发生免疫排斥的圆形透明角膜片状组织，同时也完成了全球首例利用iPS细胞培养出的角膜组织进行移植的临床手术。
3. iPS细胞体外生成“人工肝脏”
2019年，由东京医学和牙科大学教授领导的研究小组用iPS细胞培育出了直径只有约0.2mm的肝脏组织，可用于体外再现肝炎病症并用于试验相关药物。研究人员表示可以通过iPS细胞创建“微型器官”，重现疾病状态，进而研究发病机理，为根治相关疾病奠定理论基础。
总结和展望
iPS细胞的出现，让再生医学界摆脱了胚胎干细胞研究相关的伦理桎梏，在短短十几年的时间便从实验室应用于临床。iPS细胞的科技成果与百姓健康密切相关，为解决疑难杂症、消除患者痛苦做出了扎实的贡献。但是，目前诱导多能干细胞的使用仍然存在一定风险，它的过度表达可能引发癌症的发展。所以，就临床应用而言，安全有效的使用诱导多能干细胞仍然是科学家们研究的重点。
