自十年前發(fā)現和開(kāi)發(fā)誘導多能干細胞（iPSC或iPS細胞）技術(shù)以來(lái)，干細胞生物學(xué)和再生醫學(xué)領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展。近年來(lái)，iPSC已廣泛用于疾病建模、藥物發(fā)現和細胞治療應用。重要的是，新的病理機制已經(jīng)被識別和解釋?zhuān)ㄟ^(guò)iPSC篩選鑒定的新藥正在研發(fā)中，并且使用人類(lèi)iPSC衍生細胞類(lèi)型的臨床試驗已經(jīng)啟動(dòng)。

此外，人類(lèi)iPSC技術(shù)與基因編輯和三維類(lèi)器官的結合使得基于iPSC的程序更加強大和更具顛覆性?？梢岳斫獾氖?，人類(lèi)iPSC技術(shù)為人類(lèi)疾病建模、藥物發(fā)現和細胞治療提供了巨大的希望，而且這種潛力才剛剛開(kāi)始被確定。據BioInformant估計，全球iPSC產(chǎn)業(yè)目前正以8.5%的復合年增長(cháng)率增長(cháng)。

傳統上，動(dòng)物被用于疾病建模。然而，物種差異可能會(huì )阻止特定動(dòng)物（例如小鼠）重現完整的人類(lèi)疾病表型。這是由于小鼠細胞和人類(lèi)細胞之間的基本物種差異造成的。這就需要建立人類(lèi)疾病模型平臺來(lái)補充各種動(dòng)物研究。如今，從患者的成纖維細胞或血細胞中培養 iPSC 并使用它們來(lái)模擬各種類(lèi)型的遺傳疾病相對容易。

隨著(zhù)這些iPSC從患者身上收集，它們正在推動(dòng)個(gè)性化疾病建模領(lǐng)域的發(fā)展?；蚓庉嫻ぞ?，如鋅指核酸酶 (ZFN)、轉錄激活子樣效應核酸酶 (TALEN) 和 CRISPR/Cas9也被用于編輯和修飾基因。目前，阿爾茨海默病（AD）、帕金森?。≒D）、精神分裂癥和肌萎縮側索硬化癥（ALS）等疾病都已使用iPSC進(jìn)行研究。

迄今為止，基于iPSC的藥物篩選已用于評估1,000多種化合物和臨床候選藥物。通常，需要大量時(shí)間才能將 iPSC分化為疾病相關(guān)細胞類(lèi)型。因此，研究人員還開(kāi)發(fā)了直接轉換方法，將一種體細胞（例如皮膚成纖維細胞）重新編程為另一種體細胞（例如心肌細胞、肝細胞或神經(jīng)細胞），而無(wú)需經(jīng)過(guò)iPSC狀態(tài)。然而，直接單元編程領(lǐng)域還處于早期階段，只有Fortuna Fix和Mogrify等少數公司正在研究此類(lèi)技術(shù)。

在后期臨床研究中，新候選藥物的意外副作用可能會(huì )給藥物開(kāi)發(fā)商造成巨大的經(jīng)濟損失。因此，使用 iPSC 衍生細胞類(lèi)型進(jìn)行毒性篩選可以幫助選擇潛在的候選藥物，并確保這些候選藥物在后期臨床試驗中不太可能因毒性而失敗。心臟和肝臟毒性是臨床試驗中最常見(jiàn)的兩種不良反應。

因此，使用iPSC衍生的心肌細胞進(jìn)行多電極陣列 (MEA) 檢測可能為促心律失常風(fēng)險的臨床前體外測試提供一種經(jīng)濟高效的替代方案。同樣，iPSC衍生的肝細胞系和功能性3D肝器官芽可用于研究肝毒性。也在使用的還有iPSC衍生的神經(jīng)元細胞、間充質(zhì)干細胞 (MSC) 和血管內皮細胞。

使用iPSC衍生的細胞類(lèi)型作為細胞療法也引起了人們的極大興趣。細胞治療領(lǐng)域最早涉及iPSC的臨床研究是使用iPSC衍生的視網(wǎng)膜上皮細胞治療黃斑變性。該臨床試驗使用自體（自體衍生）iPSC衍生的RPE細胞進(jìn)行個(gè)性化細胞治療。如今，生產(chǎn)適合臨床使用的iPSC衍生自體神經(jīng)元細胞、心肌細胞和RPE細胞的成本約為800,000美元。由于同種異體（供體來(lái)源）治療每位患者的成本較低，因此使用iPSC來(lái)源的RPE細胞的具有里程碑意義的日本試驗轉而使用同種異體RPE細胞。

當然，CRISPR/Cas9、3D類(lèi)器官和microRNA開(kāi)關(guān)等技術(shù)的改進(jìn)將進(jìn)一步加快基于iPSC的疾病建模和細胞療法開(kāi)發(fā)的快速步伐。

?如今，使用iPSC衍生細胞治療以下疾病的臨床研究已進(jìn)入后期階段：

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