从胚胎干细胞到诱导多能干细胞，它们的潜能不断被发掘

胚胎干细胞的价值一再被证实，它是解析细胞多能性、改善再生医学、助力细胞治疗的重要元件。自1998年11月科学界首次成功获得人类胚胎干细胞至今，20年间围绕着它的研究一直在希望、争议之间发展，并正朝着临床的方向积极前进。

“胚胎干细胞（embryonic stem cell，ESCs）是早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，因为自我更新、多向分化的潜能而被医学界誉为“万能细胞”。”

胚胎干细胞之所以“万能，是因为如果对它加以正确诱导，就能培育成多种不同类型的成熟细胞，它们就可能分化成任一种人体组织。

胚胎干细胞

按照发育阶段来分，干细胞被分为胚胎干细胞和成体干细胞。成体干细胞不能产生全部类型的组织，因为它们并不「多能」。例如，骨髓干细胞可以再生免疫系统，但不能再生胰腺或脑组织。

从前，多能细胞的唯一来源是人类胚胎。胚胎先由试管婴儿诊所培育，然后捐赠给研究机构，但胚胎干细胞研究在伦理上面临极大挑战。

2007年，日本科学家山中伸弥有了一项具有里程碑意义的发现，避免了胚胎的伦理挑战。我们现在能够操纵普通的人类皮肤细胞，使其具备多能性，这些细胞被称为诱导性多能干细胞（iPS），可以在实验室中生长并诱导形成特定类型的人体细胞，具有与胚胎细胞相同的特征。

诱导多能干细胞

△由小鼠皮肤成纤维细胞培育而来的iPS干细胞群

iPS细胞一经发现，便引起整个学术界的轰动，人们为找到“重编程”生命的“配方”而欢呼雀跃，诱导多能干细胞的实现，被人们当做是现代医学革命的信号，而今经过了10余年的努力，iPS细胞的应用路上再进一步。

iPS细胞+3D打印=人工心脏

2019年4月15日，以色列特拉维夫大学宣布成功用人体细胞制造出世界上首颗3D打印心脏，这颗心脏大约2cm，可以清晰的看到主血管等器官，虽然目前这个尺寸仅适合用于兔子，但是是货真价实具有细胞、血管、心室和心房的心脏！

△央视CCTV报道：iPS细胞+3D打印技术打造出的“人工心脏”

目前科研人员正在实验室中培养打印心脏的泵血等功能，并计划在动物模型中移植3D打印心脏的试验。

iPS细胞实现量产血小板

血小板是人体血液的重要组成部分之一，用于止血，帮助伤口愈合，迄今为止，血小板完全依赖于献血。科学家们把目光转向了通过干细胞技术生产人造血小板的科研中，以减少血液对献血者的依赖。

△央视CCTV报道：iPS细胞量产血小板，输血不用血

2017年，基于京都大学iPS细胞研究所成功搭建的用iPS细胞大量生产血小板的技术平台，再与大冢制药等16家日本医药公司合作，分别承担了制造、分离、保存等环节，实现了可以满足实际临床应用中单次输血必须1000亿个以上血小板的大量需求。

iPS细胞体外生成“人造血管”

2019年1月16日，由不列颠哥伦比亚大学和奥地利科学院分子生物技术研究所合作完成了世界首次成功在实验室培养皿中将干细胞培育成完整的“血管类器官”，可实现真实的人血管的结构和功能。

△三维重建血管类器官中的毛细血管组织

研究人员表示，这一突破有望帮助研究人员找到多种血管疾病的原因和疗法，如阿尔茨海默症、心血管疾病、伤口愈合问题、中风、癌症、当然还有糖尿病。

9月，日本大阪大学宣布，通过手术，他们成功用他人诱导多能干细胞培养出的角膜组织，移植到了一名40多岁患有重度“角膜上皮干细胞衰竭症”而几乎失明的女性的左眼上。术后该患者视力得到改善，日常生活已经不受影响。

iPS细胞蕴藏的潜力显而易见，可以使身体找回已丧失功能的再生医疗、发现疑难杂症致病机理和治疗药物的开发，iPS技术作为当今干细胞技术的尖端领域，代表了一个国家在生物领域的最高技术实力。目前针对iPS细胞的实用化竞争已在世界范围内展开！