问答题

2012年诺贝尔生理学或医学奖授予英国发育生物学家约翰、戈登(John Gurdon)与日本京都大学教授山中伸弥(Shinya Yamanaka )。两位科学家取得的成果都与诱导多功能干细胞(iPS)相关。试论述 iPS 的在生物医学科学领域中的理论与实践意义。

【正确答案】

诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells iPS):2006年日本京都大学Shinya Yamanaka在世界著名学术杂志《细胞》上率先报道了诱导多能干细胞的研究。他们把Oct3/4,Sox2、c-Myc和Klf4这四种转录因子基因克隆入病毒载体,然后引入小鼠成纤维细胞,发现可诱导其发生转化,产生的iPS细胞在形态、基因和蛋白表达、表观遗传修饰状态、细胞倍增能力、类胚体和畸形瘤生成能力、分化能力等方面都与胚胎干细胞相似。iPS细胞的出现,在干细胞研究领域、表观遗传学研究领域以及生物医学研究领域都引起了强烈的反响,这不仅是因为它在基础研究方面的重要性,更是因为它为人们带来的光明的应用前景。在基础研究方面,它的出现,已经让人们对多能性的调控机制有了突破性的新认识细胞重编程是一个复杂的过程,除了受细胞内因子调控外,还受到细胞外信号通路的调控。对于Oct4、Sox2和Nanog等维持细胞自我更新能力的转录因子的研究正在逐渐地展开;利用iPS细胞作为实验模型,只操纵几个因子的表达,这更会大大加速对多能性调控机理的深入研究。在实际应用方面,iPS细胞的获得方法相对简单和稳定,不需要使用卵细胞或者胚胎。这在技术上和伦理上都比其他方法更有优势,iPS细胞的建立进一步拉近了干细胞和临床疾病治疗的距离,iPS细胞在细胞替代性治疗以及发病机理的研究、新药筛选方面具有巨大的潜在价值。此外,iPS细胞在神经系统疾病、心血管疾病等方面的作用也日益呈现,iPS细胞在体外已成功地被分化为神经元细胞、神经胶质细胞、心血管细胞和原始生殖细胞等。在临床疾病治疗中具有巨大应用价值。

【答案解析】