[摘 要] 誘導(dǎo)多潛能干細(xì)胞（induced pluripotent stem cells，iPS）是指通過(guò)在分化的體細(xì)胞中表達(dá)特定的轉(zhuǎn)錄因子來(lái)誘導(dǎo)其發(fā)生重編程而獲得的可不斷自我更新和具有多向分化潛能的細(xì)胞。誘導(dǎo)多潛能干細(xì)胞在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。而物種的大小以及解剖學(xué)和生理學(xué)特性決定了其是否適合用作臨床模型。2009年，3個(gè)不同的研究小組幾乎同時(shí)發(fā)表了獲得豬誘導(dǎo)多潛能干細(xì)胞的文章。研究人員通過(guò)逆轉(zhuǎn)錄病毒載體將4個(gè)重編程因子（POU5F1，SOX2，cMYC 和KLF4）導(dǎo)入體細(xì)胞，誘導(dǎo)產(chǎn)生具有胚胎干細(xì)胞（embryonic stem cells，ES）特性的誘導(dǎo)多潛能干細(xì)胞。研究發(fā)現(xiàn)，豬誘導(dǎo)多潛能干細(xì)胞比鼠誘導(dǎo)多潛能干細(xì)胞更接近人胚胎干細(xì)胞和人誘導(dǎo)多潛能干細(xì)胞。假如可以建立特定的豬誘導(dǎo)多潛能干細(xì)胞誘導(dǎo)分化為特定的細(xì)胞系，那么就有可能通過(guò)這些動(dòng)物去檢測(cè)誘導(dǎo)多潛能干細(xì)胞在基因治療中的安全性和有效性。

作者簡(jiǎn)介：劉瑩（1986-），女，山西人，助教，碩士研究生，研究方向：生殖生物學(xué)，E-mail：sagly0603@163.com。

2009年，Esteban、Ezashi、肖磊分別帶領(lǐng)的 [1-3]3個(gè)研究小組相繼發(fā)表了獲得豬誘導(dǎo)多潛能干細(xì)胞的文章。其中中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所肖磊研究組發(fā)表的文章引起了極大的轟動(dòng)，被稱(chēng)為“世界首例豬干細(xì)胞”。事實(shí)上，中國(guó)科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康院賴(lài)學(xué)良研究員帶領(lǐng)的研究小組發(fā)表的“利用西藏小型豬的胎兒成纖維細(xì)胞誘導(dǎo)產(chǎn)生誘導(dǎo)多潛能干細(xì)胞” [3]文章比肖磊研究小組發(fā)表的文章略早一些。這3個(gè)實(shí)驗(yàn)小組的研究都是在Takahashi和Yanamaka利用攜帶有POU5F1 （OCT4）、SOX2、cMYC、KLF4四個(gè)重編程因子的逆轉(zhuǎn)錄病毒載體感染小鼠體細(xì)胞使其發(fā)生重編程產(chǎn)生誘導(dǎo)多潛能干細(xì)胞[4]的研究基礎(chǔ)上進(jìn)行發(fā)展和改良的，且誘導(dǎo)產(chǎn)生的細(xì)胞符合多潛能性的要求。不過(guò)，讀者可能會(huì)產(chǎn)生這樣的疑問(wèn)，在豬誘導(dǎo)多潛能干細(xì)胞的文章發(fā)表以前，Rui的文章已經(jīng)報(bào)道了研究人員從豬胚胎干細(xì)胞中獲得了多潛能細(xì)胞 [5]。為什么通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)操作產(chǎn)生的豬胚胎干細(xì)胞和它們后續(xù)表現(xiàn)出的特性 [6-9]，受到科學(xué)家們?nèi)绱舜蟮年P(guān)注？此外，豬誘導(dǎo)多潛能干細(xì)胞的價(jià)值到底在哪里？

1　豬誘導(dǎo)多潛能干細(xì)胞在豬轉(zhuǎn)基因操作方面的優(yōu)勢(shì)

在上述幾篇文章發(fā)表之前，有關(guān)豬多潛能干細(xì)胞的文章或從蹄類(lèi)動(dòng)物中獲得多潛能干細(xì)胞的文獻(xiàn)中描述的這些細(xì)胞并不完全符合多潛能細(xì)胞的標(biāo)準(zhǔn) [10-13]。即使有文獻(xiàn)表述研究人員建立的細(xì)胞系具有形成嵌合體豬的能力，但是這種能力都比較差 [9，14，15]。Esteban、Ezashi、肖磊3個(gè)研究小組發(fā)表的文獻(xiàn)顯示：他們獲得的誘導(dǎo)多潛能干細(xì)胞可以無(wú)限增殖，這就是誘導(dǎo)多潛能干細(xì)胞的價(jià)值所在 [1-3]。而來(lái)自胚胎的體細(xì)胞只能進(jìn)行有限的增殖，最終發(fā)生分化和衰亡。在對(duì)敲除和嵌入基因進(jìn)行大量的篩選操作前，這些細(xì)胞可能就發(fā)生分化或衰亡。從上述文獻(xiàn)報(bào)道來(lái)看，誘導(dǎo)多潛能干細(xì)胞在豬轉(zhuǎn)基因操作方面優(yōu)于體細(xì)胞，尤其是在基因敲除和基因嵌入方面的優(yōu)勢(shì)更為顯著。

研究人員預(yù)測(cè)細(xì)胞分化和表觀遺傳狀態(tài)與克隆效率呈負(fù)相關(guān)性 [16]，那么利用這些多潛能細(xì)胞產(chǎn)生克隆動(dòng)物的效率比利用已分化的體細(xì)胞作為核移植供體細(xì)胞產(chǎn)生克隆動(dòng)物的效率要高，同時(shí)發(fā)生發(fā)育缺陷和胎兒流產(chǎn)的現(xiàn)象比較少。但是這個(gè)推論可能是錯(cuò)誤的。從誘導(dǎo)多潛能干細(xì)胞或胚胎干細(xì)胞中產(chǎn)生的細(xì)胞核與受精卵或卵裂早期胚胎是一樣的，這種說(shuō)法也是令人懷疑的。此外，移植細(xì)胞核的表觀遺傳和發(fā)育狀態(tài)與其重編程能力之間的關(guān)系還不是很清楚 [17]。

2　豬誘導(dǎo)多潛能干細(xì)胞在臨床醫(yī)學(xué)中意義

建立豬誘導(dǎo)多潛能干細(xì)胞系最重要的原因或許是它們可用于檢測(cè)誘導(dǎo)多潛能干細(xì)胞分化產(chǎn)生的細(xì)胞是否可以安全有效地用于組織移植。在基因治療發(fā)展早期，由于經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使和對(duì)其安全性的盲目樂(lè)觀促使基因治療過(guò)早地應(yīng)用于臨床，然而接受基因治療患者的死亡使得研究人員不得不重新審視基因治療在臨床醫(yī)學(xué)中的安全性。而誘導(dǎo)多潛能細(xì)胞是由患者本身的體細(xì)胞誘導(dǎo)而來(lái)的，研究人員猜想其在臨床中發(fā)生免疫排斥反應(yīng)的概率較異體移植要小得多，因此誘導(dǎo)多潛能細(xì)胞對(duì)臨床研究具有特殊的意義。Wilson建議研究人員將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于病患之前，應(yīng)當(dāng)在動(dòng)物體內(nèi)進(jìn)行嚴(yán)格的試驗(yàn)以檢測(cè)胚胎干細(xì)胞和誘導(dǎo)多潛能干細(xì)胞的安全性 [18]。而豬在解剖、生理、生化代謝等方面與人更為接近，那么豬誘導(dǎo)多潛能干細(xì)胞系的研究更有利于研究人類(lèi)的疾病機(jī)制和建立有效的治療模式。利用豬幼仔建立豬誘導(dǎo)多潛能干細(xì)胞，將其分化產(chǎn)生的組織移植到相同動(dòng)物體內(nèi)，移植受體免疫排斥反應(yīng)的概率將大大降低。同時(shí)研究人員應(yīng)該對(duì)其移植的成功性、具備的功能性以及是否導(dǎo)致病理狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，用以檢測(cè)豬誘導(dǎo)多潛能細(xì)胞的安全性，從而為人類(lèi)臨床研究提供依據(jù)。

3　結(jié)論與展望

實(shí)際上，豬誘導(dǎo)多潛能干細(xì)胞在應(yīng)用于臨床前還存在一定的問(wèn)題。誘導(dǎo)多潛能干細(xì)胞最初的研究對(duì)象是小鼠和人 [19，20]，這些細(xì)胞重編程后重編程因子必須敲除或者使其沉默。但從目前文獻(xiàn)描述來(lái)看，豬誘導(dǎo)多潛能細(xì)胞中的重編程因子是持續(xù)表達(dá)的。這些重編程因子的持續(xù)表達(dá)可能影響誘導(dǎo)多潛能干細(xì)胞的分化潛能，從而增加患胚胎癌或畸胎瘤的風(fēng)險(xiǎn) [21]，因?yàn)橹鼐幊桃蜃觕MYC是致癌基因。盡管如此，無(wú)論是豬還是其他哺乳動(dòng)物與嚙齒類(lèi)動(dòng)物相比在大小、解剖學(xué)、壽命和生理學(xué)方面都更接近人類(lèi)。研究人員正在不斷解決們這些問(wèn)題，相信在不遠(yuǎn)的未來(lái)豬誘導(dǎo)多潛能細(xì)胞的研究將取得實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展，這對(duì)誘導(dǎo)多潛能細(xì)胞應(yīng)用于臨床具有很大的推動(dòng)作用。