《黑神话：悟空》犹如一颗石子投入平静的湖面，激起了波澜壮阔的涟漪。这场视觉盛宴不仅让无数玩家的童年记忆复苏，更以“七十二变”这一经典元素为核心，构建了一个前所未有的游戏体验框架。

央视CCTV一套在一档科技节目中，邀请了中国科学院院士、中国科学院动物研究所所长科普干细胞常识，周琪院士讲述：干细胞就好比“孙悟空”，可以变成无数个自己，还可以变成其他细胞，是所有细胞的源泉。

人体有200多种细胞，其中有传递信息的神经细胞，有携带氧气的血液细胞，有起到保护作用的皮肤细胞；而还有一类细胞，是所有这些细胞的源泉，那就是干细胞。

我们身体里的有些细胞如同有孙悟空那样的本事，不仅能使用“分身术”来复制自己，还能“变身”，变成别的细胞。这种“孙悟空细胞”就是“干细胞”。“干细胞”里面的“干”，不是“干燥”的“干”，而是“树干”的“干”，意思是它们可以像树干分支一样，在增殖中不断地向不同的方向变化，最后形成各式各样的细胞。 

与“干细胞”相反，我们身体里面的绝大多数细胞，比如神经细胞，肌肉细胞，皮肤的上皮细胞，小肠的绒毛细胞，都没有“变身”的本事。它们只能“老老实实”地做自己“分内工作”，不能去“多管闲事”，即变化自己去做别的细胞的事。这些细胞叫做“已分化细胞”，也叫“体细胞”。我们的身体里有200多种不同类型的体细胞，“各司其职”，又“分工合作”，一起来完成身体里面的各种生理活动。既然如此，那么为什么还要“干细胞”呢？ 

这是因为，人虽然可以活几十年或者更长，但是人体中的许多细胞的寿命却很短。比如皮肤上皮细胞的寿命只有20多天，白血球能活几天到十几天，小肠的绒毛细胞只能活两、三天。这些细胞都需要及时被替补。这就是身体里面“干细胞”的任务。“干细胞”是没有“分化”的细胞，能够根据需要进行增殖和分化，变成需要替换的细胞。所以干细胞是人体细胞的“预备队”。

谁是真正的会“72变”的干细胞？

然而，人体的干细胞有很多种，例如全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞，哪种才是会真正“72”变的干细胞呢？

人类随着受精卵的发育，胚胎干细胞分化成为各个组织器官，不再具有多能性，因此如果想要得到真正会“72”变的多能干细胞，就必须要将本可成为一个新的生命的胚胎破坏掉，而这显然存在伦理性问题。

有一种干细胞拥有和胚胎干细胞相似的分化潜能，但又没有使用胚胎干细胞的伦理争议。它就是诱导多能干细胞（iPS细胞/iPSCs）。

iPS细胞被誉为干细胞中的“斗战圣佛"，iPS细胞通常选择采集人的表皮、外周血或肾脏细胞等进行诱导重编程，由于来源采集方便，而且因为是来自自身的细胞，也不存在免疫排异的问题。

iPS细胞被誉为细胞界中的“神仙水”，一种可以永久保存、无限扩增，并能“72变”的多能干细胞。

iPS细胞可以分化成人体几乎所有细胞，如肝脏细胞、卵巢细胞，也包括难以再生的细胞如心肌细胞、神经细胞等。

图：由于 iPS 细胞具有在体外无限扩展并分化为体内任何细胞类型的潜力，因此可用于生成多种分化细胞，用于细胞治疗、疾病建模、药物发现和毒理学筛选。

iPS细胞被誉为“改变世界的伟大技术”，最初发现iPS技术的科学家山中伸弥也因此荣获了2012年诺贝尔生理学和医学奖。

2024年8月16日，未来科学大奖委员会正式公布2024未来科学大奖获奖名单。在生命科学领域，北京大学邓宏魁教授因开创了利用化学方法将体细胞重编程为iPS细胞，改变细胞命运和状态方面的杰出工作获得“生命科学奖”。据悉，未来科学大奖也有“中国诺贝尔奖”之称，单项奖金为100万美元（约720万元人民币）。 

原中科院广州生物医药与健康研究院院长裴端卿曾在央视《我是未来》节目中表示：iPS细胞或可让人类活到100岁、120岁、200岁，甚至更远...

诱导多能干细胞的“七十二变”，让众多疾病不再担忧！

iPS 细胞是彻底改变医学的新技术。基于iPS细胞技术的临床试验正在美国、中国、日本和其他国家进行（例如，NCT03763136、NCT03759405、NCT04396899、NCT04106167、NCT03841110和NCT04245722等）。

由于iPS细胞具有“72变”的功能，在生物和医学领域具有广阔的应用前景，成为实施再生医学和细胞治疗的重要细胞来源。iPS细胞技术开启干细胞治疗新时代。

图：目前，iPS细胞应用在疾病治疗上已有许多的研究，在国外已进入临床实验阶段，在医疗用途中具有极大的前景。

iPS细胞技术可以实现在体外的大规模生产，不仅避免产生胚胎干细胞研究的伦理问题，而且不会发生类似自体多能干细胞分化潜能受限及移植后的免疫排斥等问题。iPS细胞在疾病领域展现了它的无限潜力。

早在2007年，科学家Hanna等就用iPSCs技术获得的造血前体细胞成功治愈镰状红细胞贫血症；2009年，科学家Soldner等将移除外源基因的人iPSCs成功诱导成多巴胺神经元，为帕金森氏病的治疗做出了重要贡献；同年，研究人员利用iPSCs技术成功治愈血友病。

iPS细胞来源的细胞疗法凭借其独特的优势，已成为该领域的主流发展方向之一。其中，国内已有近35家企业布局iPS细胞领域，并且随着全球细胞疗法市场规模的不断扩增，作为细胞疗法的一个重要方向，凭借其可及性高的优势有望在未来商业化中展现出巨大潜力而在市场中占据一定份额。

世界首例iPS细胞治疗脊髓损伤

2019年2月18日，日本政府通过日本庆应大学关于利用iPS细胞诱导成的神经干细胞移植到严重脊髓损伤患者的临床研究申请。这项临床招募4名成年严重脊髓损伤的患者进行治疗。在此次治疗中，研究人员将通过使用iPS细胞转化为作为神经细胞基础的细胞，每次移植约200万个新神经细胞到患者的受伤区域来进行治疗。

iPS细胞体外生成癌细胞的超级杀手T细胞

2018年12月，日本京都大学一个研究小组利用iPS细胞成功培养出具有杀伤癌细胞能力的“杀手T细胞”，使再生免疫细胞疗法向癌症临床治疗迈进一步。2024年7月，在一项新的研究中，日本京都大学的Shin Kaneko 教授及其团队成功地从iPS细胞衍生的常规辅助性 T 细胞（Tconvs）中诱导出了调节性 T 细胞（Treg）样细胞，并证明了它们抑制异种移植物抗宿主病（GvHD）的能力。

利用iPS细胞修复大脑损伤

2021年4月21日，美国加州大学洛杉矶分校和芝加哥大学的研究团队使用iPS诱导分化而来的神经胶质细胞注射到具有人中风和痴呆症状的小鼠模型的大脑，成功修复了其大脑损伤并改善记忆功能。这项研究表明，这种基于iPS的干细胞疗法，能够激活大脑的自我修复，阻止大脑白质中风的进行性发展，防止痴呆症的出现。

 iPS细胞实现量产血小板

2017年，一个日本团队实现用iPS细胞量产血小板，输血不用血或将成为可能！这项研究是由京都大学iPS细胞研究所、大冢制药等16家日本医药相关公司，分别承担了制造、分离、保存等环节。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，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。此项研究成果于2018年7月13日发布在国际期刊《Cell》上。

世界首次iPS细胞治疗2型糖尿病

糖尿病是世界性难题，而我国有着多达1.4亿“糖人”，是全球糖尿病患者人数最多的国家，在这其中约4千万需终身依赖胰岛素注射治疗。

摆脱胰岛素依赖，实现完全“控糖”，是糖尿病患者的终极梦想，而如今，干细胞技术的发展正在将这一梦想照进现实。

图：据报道，首例受益者是一位有着25年2型糖尿病病史的59岁男性，并已发展为终末期糖尿病肾病（尿毒症），2017年6月出现终末期糖尿病肾病并接受肾移植。但由于其胰岛功能近乎衰竭，每天需要多次注射胰岛素，未来存在极大的糖尿病严重并发症风险。

2024年4月，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心程新研究组联合海军军医大学上海长征医院殷浩团队在国际学术期刊Cell Discovery发表了最新研究成果：<Treating a type 2 diabetic patient with impaired pancreatic islet function by personalized endoderm stem cell-derived islet tissue>。这是世界首例利用iPS细胞来源的自体再生胰岛移植，使一名胰岛功能严重受损的糖尿病患者彻底摆脱胰岛素33个月并停用降糖药。从胰岛素到细胞疗法，我国糖尿病治疗迎来了崭新的治愈篇章！

iPS细胞衍生的间充质干细胞

2024年5月22日澳大利亚和英国的临床研究团队在行业期刊《nature medicine》上发表了题为《Two-year safety outcomes of iPS cell-derived mesenchymal stromal cells in acute steroid-resistant graft-versus-host disease》（iPS细胞衍生的间充质干细胞治疗急性激素抵抗移植物抗宿主病的两年安全性结果）的重要研究成果。该项临床研究（ClinicalTrials.gov注册:NCT02923375），首次完成的诱导性多能干细胞(iPS细胞)衍生细胞的临床试验在15名患有类固醇抗性急性移植物抗宿主病的参与者中进行。

全球首例！湘雅医院完成iPS细胞治疗脑梗塞临床受试者给药

2024年1月，中南大学湘雅医院功能神经外科主任杨治权教授团队进行了全球首例iPS细胞治疗脑梗塞临床受试者给药，并完成了21天的观察，患者身体各项指标正常，于术后3日顺利出院。

该患者脑部大面积梗塞2年，导致偏瘫，手脚无力，很多治疗方式都无法治愈。杨治权为其提供了一个使患者参与《评价人诱导多能干细胞来源的前脑神经前体细胞注射液（hNPC01注射液）改善缺血性脑卒中偏瘫后遗症的剂量递增、单中心、开放标签的安全性和耐受性的临床研究》的机会，希望成功治愈脑梗塞偏瘫现象。

另外，2019年5月在南京鼓楼医院注射了从iPSC分化得到的心肌细胞，手术由该院心胸外科主任王东进教授完成。这是已知的全球首个用于治疗受损心脏的iPSC技术的临床应用。

诱导多能干细胞不止“孙悟空”的七十二变，它还拥有更多超能力

可以说，iPSC技术自2006年诞生之初，到其技术体系的建立和完善，再到其在生命科学和医学研究方面的广泛应用，iPSCs技术充分显示了其对生命科学和医学发展的强大推动作用，具有里程碑意义。不同于胚胎干细胞和多能干细胞，iPSC打破了伦理问题的局限，并在疾病建模、药物开发以及再生医学等方面有着巨大的潜力和光明的前景。

除了临床端，iPSC还有两大应用方向：面向药企端，提供药物筛选CRO服务；面向科研端，建立疾病模型。

1. 药物筛选CRO服务

传统的药物筛选主要基于普通细胞模型或动物模型，但存在模型与病理不符、成本过高、周期过长等局限，而iPSC具备无限增殖、定向分化、高度还原病理状态等优势，应用于药物筛选可提高效率、降低成本。

具体来说，药物研发早期，高淘汰率的药物通常与体内次优筛选检测结果不准确有关。目前，提高新药研发效率的障碍是，使用非人类动物模型评价药物的靶器官毒性，无法准确地预测、评价人体毒性。

2019年的一项研究显示美国销售收入最高的前十种药物，约1/25到1/4的服用者能获益，这导致了新的问题：目前的临床试验是否有测试足够多的个体从而在广泛的人类范围里表征化合物的性质。

近来，各国的立法者和FDA认识到动物模型固有的问题并采取措施来解决这个问题。2022年，拜登政府通过了FDA现代化法案2.0。这项法规允许使用特定的实验方法来代替动物实验，特定的试验方法包括基于细胞的试验，如人类诱导多能干细胞（iPSC）、类器官和微器官芯片（OoCs）以及如生成对抗网络（GANs）和语言模型的高级人工智能（AI）方法。目前，这些替代试验可以寻求FDA的豁免来评估临床前阶段药物的有效性和安全性。这项法案标志着允许临床前研究采用最新科学技术来预测人类对药物的反应到过去仅仅依赖日益过时的动物试验的重大转变。

例如，iPSC提供了克服这些障碍的可能性，其显示出许多和正常体内细胞相同的特征，如形态结构、基因表达、功能性离子通道、受体表达及电生理特性。这些特征都支持使用iPSC分化的心肌细胞进行药物心脏毒性检测。

更为重要的是，大规模药物筛选通常需要很多细胞。因iPSC可在体外无限增殖，疾病模型的iPSC以及分化的功能细胞可无限提供，并且在产业化制备时可保证细胞批次间的一致性和稳定性。

2. 建立疾病模型

iPSC技术可将患者的体细胞重编程为患者特异性的iPSC，有着明确的疾病相关性和遗传信息，并可进一步诱导分化为疾病相关细胞类型或类器官模型，从而构建体外疾病模型。

例如，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iPSC，并将iPSC诱导为肿瘤干细胞，然后将肿瘤干细胞移植到裸鼠的肝脏中，成功制作了肝癌模型。这是世界首次成功制作出肝癌模型。

总之，诱导多能干细胞（iPSC）作为一种重要的临床治疗和科研工具，展现出了巨大的应用潜力。从糖尿病的个性化治疗到各种复杂疾病的研究，iPSC为我们打开了探索生命奥秘的新大门。我们期待未来更多的科研成果和临床应用，为人类健康事业贡献更多的力量。在不久的将来，基于iPSC的细胞治疗技术将成为一项真正的临床选择，在全球范围内为病人带来福音。