iPSC（Induced Pluripotent Stem Cells，誘導(dǎo)多能干細(xì)胞）是通過將成人體細(xì)胞（如皮膚或血液細(xì)胞）轉(zhuǎn)化為具有多能性的干細(xì)胞，進(jìn)而具備分化成所有體細(xì)胞類型的能力。這一技術(shù)最初由日本科學(xué)家山中伸彌于2006年成功開發(fā)，標(biāo)志著干細(xì)胞研究的一個重大突破[1]。iPSC 類似于胚胎干細(xì)胞，可以分化為人體的所有細(xì)胞類型，包括心臟、神經(jīng)、肌肉、肝臟等多種細(xì)胞類型[2]。與胚胎干細(xì)胞不同，iPSC可以通過基因重編程技術(shù)從體細(xì)胞中獲得，因此不涉及胚胎倫理風(fēng)險。
圖1. 來自患者或健康個體的成體細(xì)胞重編程成誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞
iPSC正在改寫這些疾病治療
器官修復(fù)與替代
iPSC來源的心肌細(xì)胞，因其能夠精準(zhǔn)再生受損的心臟組織，已經(jīng)成為心臟病治療領(lǐng)域的一項重要創(chuàng)新。這些iPSC來源的心肌細(xì)胞可以通過分化成心肌樣細(xì)胞，幫助修復(fù)由于心臟病（如心肌梗死、缺血性心臟病等）引起的心臟損傷，改善心臟功能和血流動力學(xué)。2025年1月，國際學(xué)術(shù)期刊 Nature 報道了南京鼓樓醫(yī)院王東進(jìn)團(tuán)隊的一項臨床治療研究，在這項研究中，兩名中國男子接受了基于“重編程”干細(xì)胞的實驗性心臟病治療，并在一年后成功康復(fù)[3]。
與此同時，iPSC來源的視網(wǎng)膜細(xì)胞為視網(wǎng)膜退行性疾病（如年齡相關(guān)性黃斑變性、視網(wǎng)膜色素變性等）的治療提供了新的希望。這些疾病通常導(dǎo)致視網(wǎng)膜細(xì)胞的喪失或功能衰退，最終造成視力喪失。通過將iPSC細(xì)胞定向分化為視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞或視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞，研究人員能夠重建受損的視網(wǎng)膜組織，從而恢復(fù)視網(wǎng)膜的正常功能[4]。2024年11月7日，大阪大學(xué)的研究人員在國際醫(yī)學(xué)期刊《柳葉刀》（The Lancet）上發(fā)表了題為：Induced pluripotent stem-cell-derived corneal epithelium for transplant surgery: a single-arm, open-label, first-in-human interventional study in Japan 的研究論文[5]。該臨床研究使用人誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSC）來源的角膜上皮細(xì)胞片（iCEPS）修復(fù)角膜緣干細(xì)胞缺乏癥（LSCD）視力障礙患者角膜。
圖2. iPSC分化為角膜上皮祖細(xì)胞（iCEPS）并移植到視力障礙患者角膜中全過程示意圖
iPSC技術(shù)在神經(jīng)退行性疾病的治療中也顯現(xiàn)了顯著的應(yīng)用潛力，尤其是在阿爾茨海默病（AD）和帕金森病（PD）的研究中。神經(jīng)退行性疾病通常伴隨神經(jīng)細(xì)胞的損傷和死亡，導(dǎo)致認(rèn)知功能和運動功能的下降。從患者體內(nèi)采集體細(xì)胞，重新編程為iPSC，并進(jìn)一步分化為特定類型的神經(jīng)細(xì)胞（如多巴胺能神經(jīng)元），為治療神經(jīng)退行性疾病提供了新的思路[6]。2018年，日本京都大學(xué)研究團(tuán)隊宣布啟動利用iPSC治療帕金森病的臨床試驗，用iPSC分化成多巴胺神經(jīng)前體細(xì)胞并將其移植到帕金森病患者腦部，以此驗證該細(xì)胞對于治療帕金森病的安全性和有效性。
組織工程與器官移植
通過將iPSC分化成特定的細(xì)胞類型，結(jié)合生物工程技術(shù)，將細(xì)胞植入三維支架中，再加上外部微環(huán)境的調(diào)控，可以模擬器官的原生結(jié)構(gòu)和功能，此技術(shù)成為再生醫(yī)學(xué)中的重要突破。例如，皮膚的再生治療。通過將iPSC分化為表皮細(xì)胞、角質(zhì)形成細(xì)胞等皮膚相關(guān)細(xì)胞，結(jié)合支架材料，研究人員能夠創(chuàng)建人工皮膚，供燒傷患者、創(chuàng)傷患者等使用[7]；此外，iPSC衍生的腎臟類器官、肝臟類器官、心臟類器官等已經(jīng)在研究中取得了初步的進(jìn)展，為器官移植提供了全新的思路和方法[8]。未來，隨著技術(shù)的發(fā)展，iPSC來源的器官構(gòu)建有望成為解決器官捐贈短缺和提高移植成功率的重要手段。
iPSC療法在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域已取得顯著進(jìn)展，持續(xù)推動行業(yè)發(fā)展需要產(chǎn)業(yè)鏈上下游共同努力。近岸蛋白深耕重組蛋白領(lǐng)域多年，致力于提供高品質(zhì)蛋白和蛋白工具助力更多iPSC細(xì)胞治療藥物的成功開發(fā)。近岸蛋白可提供高活性，高批間一致性的系列GMP級細(xì)胞因子，在iPSC大規(guī)模培養(yǎng)以及定向分化中具有關(guān)鍵作用；同時提供高編輯效率、低脫靶以及專利授權(quán)清晰的GMP級基因編輯器，幫助克服iPSC療法在免疫排斥及致瘤性方面的挑戰(zhàn)。
產(chǎn)品數(shù)據(jù)
高活性iPSC培養(yǎng)基質(zhì)蛋白
Recombinant Human Vitronectin (Cat.No.:GMP-C395)
Measured by its ability to support iPS cell attachment and spreading when used as a substratum for cell culture. The ED50 for this effect is 0.12ug/mL
Recombinant Human Laminin 521 E8 (Cat.No.:GMP-C28D)
Measured by its ability to support iPS cell attachment and spreading when used as a substratum for cell culture. The ED50 for this effect is 89 ng/mL.
高活性iPSC誘導(dǎo)分化細(xì)胞因子
Recombinant Human bFGF (Cat.No.:GMP-C046)
Measured by its ability to induce FGF reporter activity in HEK293T human embryonic kidney cells. The ED50 for this effect is 0.16 ng/mL
Recombinant Human Activin A (Cat.No.:GMP-C687)
Measured by its ability to induce SMAD signaling in 293-Activin A Res cells. The specific activity of recombinant human Activin A is ≥1.0 x 103 IU/mg, which is calibrated against the human Activin A Standard (NIBSC code: 91/626).
GMP級細(xì)胞因子
| 細(xì)胞類型 | 主要的細(xì)胞因子 |
| iPSC衍生的T細(xì)胞 | bFGF、BMP-4、FLT3L、IL-3、IL-7、SCF、VEGF165 |
| iPSC衍生的NK細(xì)胞 | BMP-4、FLT3L、IL-2、1L-3、IL-7、IL-15、SCF、VEGF165 |
| iPSC衍生的巨噬細(xì)胞 | bFGF、BMP-4、FLT3L、GM-CSF、IL-3、IL-7、IGF-1、M-CSF、SCF、VEGF165 |
| iPSC衍生的多巴胺能神經(jīng)元/神經(jīng)前體細(xì)胞 | BDNF、FGF8b、GDNF、SHH(C25Ⅱ)、TGF beta3 |
| iPSC衍生的其他神經(jīng)相關(guān)細(xì)胞 | 運動神經(jīng)元:bFGF、BDNF、CNTF、GDNF、IGF-1、SHH |
| 星形膠質(zhì)細(xì)胞:ActivinA、BMP-4、bFGF、CNTF、EGF、IGFI、NRGlBeta | |
| 神經(jīng)祖細(xì)胞NPC/NSC:bFGF、NT-3 | |
| iPSC衍生的心肌細(xì)胞 | Activin A、BMP-4、bFGF、DKKl、SCF、TGF-beta l、transferrin、VEGF165、Wnt 3a |
| iPSC衍生的胰島細(xì)胞 | ActivinA、KGF |
高編輯效率、低脫靶以及專利授權(quán)清晰的GMP級基因編輯器
推薦產(chǎn)品
參考文獻(xiàn)
[1]Takahashi, K., & Yamanaka, S. (2006). Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors. Cell, 126(4), 663-676.
[2]Delsing, L., Herland, A., Falk, A., Hicks, R., Synnergren, J., & Zetterberg, H. (2020). Models of the blood-brain barrier using iPSC-derived cells. Molecular and Cellular Neuroscience, 107, 103533.
[3]Mallapaty S. (2020). Revealed: two men in China were first to receive pioneering stem-cell treatment for heart disease. Nature, 581(7808), 249–250.
[4]Yoshida, S., Yamada, T., Sugita, S., & Sonoda, K. H. (2017). Therapeutic potential of human induced pluripotent stem cells for retinal degenerative diseases. Neural Regeneration Research, 12(4), 533-538.
[5]Soma, T., et al. (2024). Induced pluripotent stem-cell-derived corneal epithelium for transplant surgery: a single-arm, open-label, first-in-human interventional study in Japan. Lancet , 404(10466), 1929–1939.
[6]Ross, C. A., & Akimov, S. S. (2014). Human-induced pluripotent stem cells: Potential for neurodegenerative diseases. Human Molecular Genetics, 23(R1), R17-R26.
[7]Koch, P. J., Webb, S., Gugger, J. A., Salois, M. N., & Koster, M. I. (2022). Differentiation of human induced pluripotent stem cells into keratinocytes. Current Protocols, 2022. Wiley Online Library.
[8]Li, Y. C., Zhu, K., & Young, T. H. (2021). Induced pluripotent stem cells: From in vitro tissue engineering to in vivo allogeneic transplantation. Tissue Engineering and Regenerative Medicine, 18(6), 725-737.