2020iPS细胞研究进展综述

哈喽，我是你们的小魔仙lucky！2020年对于很多人可能是一个不同寻常的一年，但是对于IPS细胞而言绝对是技术大爆发的一年。临到年末，今天lucky就为大家盘点一下本年度的IPS细胞热点技术进展，以供大家参考哦！

1.首次IPS细胞治疗癌症手术

2020年10月22日，日本研究人员日前实施了一台移植免疫细胞治疗癌症的手术，用于移植的免疫细胞由诱导多能干细胞（iPS细胞）培养而来。这是日本首次尝试利用iPS细胞治疗癌症。

千叶大学和理化学研究所的一个研究小组本月14日对一名头颈部恶性肿瘤患者实施了自然杀伤T细胞（NKT细胞）移植手术。手术采用注射形式，向患者癌组织附近血管一次注射约5000万个NKT细胞。首次注射后患者情况良好，患者还将接受两次注射。NKT细胞是一种可对癌细胞发动高效攻击的免疫细胞，但人体内仅有少量这种细胞。研究人员从健康人的血液中采集NKT细胞并培育出iPS细胞，再使iPS细胞分化增殖出大量NKT细胞后注入患者体内。iPS细胞是通过对成熟体细胞“重新编程”培育出的干细胞，拥有与胚胎干细胞相似的分化潜力。研究小组计划2022年3月前对4至18名接受标准治疗后病情复发的头颈部恶性肿瘤患者进行同样的免疫细胞移植手术，以确认这种疗法的安全性和有效性。

2.利用人iPS细胞成功实现末梢神经再生

2020年8月，京都大学iPS细胞研究所的研究人员验证了利用人工多能干细胞（iPS细胞）源间充质干细胞（iMSC）制备的生物3D神经导管对末梢神经再生的有效性和机制。

▲图：再生神经的组织学解析；

A：（a-d）光学显微镜下的横截面（甲苯胺蓝染色法），（e、f）透射电子显微镜的极薄横截面比例尺：（a、b）1000μm，（c、d）50μm，（e、f）2μm

B：生物3D神经导管移植组的髓鞘化轴突数量多，轴突直径大，髓鞘厚（P<0.01）

研究团队将免疫缺陷大鼠的坐骨神经切断5mm进行了验证，虽然在作为生物3D神经导管移植的对照组使用的硅胶管移植中，切断的神经也在术后8周实现再生，但对形态、运动性、电生理学和肌肉重量进行评估发现，生物3D神经导管移植组的再生神经明显处于优势。另外，在移植的生物3D神经导管的内侧和表面都观察到了新生血管，确认iMSC的皮下移植具有促进血管新生的功能。以上结果表明，利用iMSC制备的生物3D神经导管能有效实现末梢神经再生，将来有望为临床应用做贡献。

3.利用iPS细胞实现宫颈癌的免疫细胞疗法

2020年7月20日，日本顺天堂大学研究生院的研究人员利用比原来更加安全的方法，成功培养了能抑制宫颈癌繁殖的iPS细胞源人乳头瘤病毒（HPV）抗原特异性杀伤T细胞。与源自外周血的杀伤T细胞相比，该iPS细胞源杀伤T细胞能在人体内强力抑制宫颈癌繁殖，研究团队利用小鼠确认到可以延长生存期。这项成果能实现抑制宫颈癌繁殖的iPS细胞源T细胞的稳定供应，有望为采用免疫细胞的新治疗方法的开发铺平道路。

4.iPS细胞恢复中风大鼠的运动感觉能力的研究

发布时间：2020年04月发表在研究杂志PNAS

原文标题：Activity in grafted human iPS cell—derived cortical neurons integrated in stroke-injured rat brain regulates motor behavior

图1：移植6个月后的共聚焦图像。轴突髓鞘形成发生在不同阶段，髓鞘部分来源于人来源的少突胶质细胞。（A–C)对侧体感皮层的移植物衍生轴突。（A)初始和(B)髓鞘形成的中间阶段。（C)轴突，髓鞘致密。m:线粒体。(D)通过MBP(红色)和人类线粒体标记物(绿色)的共定位证明，移植物附近由人类髓鞘包裹的轴突的共聚焦图像。(E)表达人类细胞质标记STEM121(绿色)并与MBP(红色)共定位的移植物衍生纤维的共焦图像。

本文报道通过重新编程人类皮肤细胞成为神经细胞，再移植到大鼠的大脑里，这种方法能够恢复运动能力和触觉。联合通讯作者、隆德大学教授Olle Lindvall博士说：“这项发现，实际上有可能修复中风受损的大脑，重建已经失去的神经连接，这一点非常了不起。这项研究点燃了人们的希望，即在未来，也有可能用新的健康神经细胞替换中风患者已经死亡的神经细胞，尽管要做到这一点还有很长的路要走。”

5.利用iPS细胞技术将成体细胞改造成感光细胞，使失明重见光明

原文：Biraj Mahato et al., (2020) Pharmacologic fibroblast reprogramming into photoreceptors restores vision. Nature

发布时间：2020年4月15日的Nature杂志上

由CIRC Therapeutics公司视网膜创新中心眼科专家Sai Chavala博士领衔的科研团队，开发出一种技术，把皮肤细胞直接改造成视网膜的感光细胞——感受光的神经细胞。将这种改造后的细胞移植到小鼠眼睛中，失明小鼠得以重见光明！

▲移植3个月后，依然存活的CiPCs（绿色）整合进了小鼠的视网膜

研究作者之一Anand Swaroop博士总结说：“这是首次有研究显示，直接用化学重编程，可以产生视网膜样细胞，这让我们在为年龄相关性黄斑变性等视网膜疾病开发疗法时，有了一种更快的新策略。”

6.日本研发iPS细胞治疗新冠

发布时间：2020年10月14日

据京都新闻报道，日本京都大学医疗创新企业Rebirthel和日本藤田医科大学宣布，将共同开发利用诱导性多能干细胞（iPS细胞）技术治疗新冠病毒感染。该疗法是诱导iPS细胞分化为NKT细胞(Natural killer T cell)，以攻击感染了新冠病毒的细胞，最终预防患者病情加重，力争2~3年内实现临床试验。这是世界上首次提出利用干细胞治疗新冠病毒。

7.日本京都大学研制出可以给任何人输血的血小板

2020年3月据《日本经济新闻》报道，日本京都大学iPS细胞研究所的江藤浩之教授等人与熊本大学合作，成功制作出可以给任何人输血的血小板。研究人员把基因编辑技术和ips细胞相结合起来实现了此次研究。通过小白鼠实验，研究团队确认了输血后血小板可以起到作用，这一研究有望用于治疗即使输入了血小板也无法产生作用的“血小板输入无效症”。

8.日本冈山大学利用iPS细胞制作出“肝癌模型”

标题：A Novel Model of Liver Cancer Stem Cells Developed from Induced Pluripotent Stem Cells

发布时间：2020年3月发布于《英国癌症杂志》（British Journal of Cancer）

日本冈山大学研究生院的研究团队，利用分泌多种炎症性物质的人肝癌细胞株培养上清液，培养了小鼠的iPS细胞，并将iPS细胞诱导为癌症干细胞，然后将癌症干细胞移植到裸鼠的肝脏中，成功制作了肝癌模型。本次研究无需实施基因突变和插入缺失等操作，即完成了认为形成特定肿瘤，这是世界首次成功制作出肝癌模型。

▲图：在分泌炎症性物质的癌细胞影响下，iPS细胞转化为肝癌干细胞

本次研究筛选了分泌多种炎症性因子的人肝癌细胞株，通过添加其培养上清，在类似于慢性炎症的环境中培养了小鼠iPS细胞，然后将增加的细胞移植到免疫缺陷小鼠的肝脏中，成功形成了恶性肿瘤。

9.日本北海道大学开发出针对iPS细胞的新免疫控制法

原文标题：（2020年1月14日发布于《Scientific Reports》）

Efficient generation of thymic epithelium from induced pluripotent stem cells that prolongs allograft survival

2020年1月14日，日本北海道大学遗传病控制研究所的研究团队，把利用小鼠iPS细胞培养的胸腺上皮样细胞移植到免疫系统正常的小鼠身上后，发现移植皮片的成活时间，即移植皮片保留在体内不被排斥的时间延长，这意味着移植免疫反应首次被成功调控。

▲多能干细胞组织移植的新免疫控制法

此次，该研究团队着眼于在体内形成胸腺时的重要基因Foxn1，研究发现，向小鼠iPS细胞导入该基因后，分化成胸腺上皮细胞的效率变得更高。研究团队将源自小鼠iPS细胞的胸腺上皮样细胞和同一供体的皮肤移植到其他小鼠（异体）身上。实验发现，与未移植胸腺上皮样细胞相比，移植小鼠iPS细胞分化的胸腺上皮样细胞后再移植同一供体采集的皮肤时，移植皮肤的存活时间显著延长。这些结果表明，移植iPS细胞来源的移植皮片时，移植来自同源iPS细胞的胸腺上皮样细胞能控制排异反应。

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