二、iPS细胞与多能干细胞相似的特征的条件

在以下方面，iPS细胞具有与多能干细胞非常相似的特征

形态：iPSCs形态类似于胚胎干细胞：圆状、大核仁以及胞浆小。iPSC细胞群和胚胎干细胞群也相似，人体iPSC细胞群呈现长边、扁平和紧密的特征，人类胚胎干细胞群也是如此。此外，小鼠iPSC细胞群和小鼠胚胎干细胞群一样表现出更质密、稍扁平的特征。

生长特性：倍增期和有丝分裂是胚胎干细胞特征，后者必须具有自更新能力。而iPS细胞分裂快和自更新活跃，并具有与胚胎干细胞一样的增殖和分裂速度。

干细胞标记物：iPS细胞表达出胚胎干细胞表面具有的表面抗原标记。人体iPSCs表达出人类胚胎干细胞特有的标记分子，包括SSEA-3、SSEA-4、TRA-1-60、TRA-1-81、TRA-2-49/6E和Nanog。此外，与小鼠胚胎干细胞一样，小鼠iPS细胞表达出SSEA-1，但不表达SSEA-3和SSEA-4。

干细胞基因：iPSCs的表达基因类似于未分化胚胎干细胞的，其中包括Oct-3/4、Sox2、Nanog、GDF3、REX1、FGF4、ESG1、DPPA2、DPPA4和hTERT。

端粒酶活性：端粒酶是细胞分裂（50次Hayflick界限的限制）所必要的，人类胚胎干细胞的端粒酶活性处于高水平以维持自我更新和增殖，iPSCs同样具有处于高水平的端粒酶活性，并表达出端粒酶逆转录酶，它是端粒酶蛋白质复合体的必要组成部分。

iPS细胞具有类似于胚胎干细胞的分化潜能

神经分化：iPS细胞分化成神经元，后者表达出βIII-tubulin、tyrosinehydroxylase、AADC、DAT、ChAT、LMX1B和MAP2。儿茶酚胺相关酶表明iPSC细胞，像胚胎干细胞一样，以分化成多巴胺能神经元。细胞分化后干细胞相关的基因表达水平下降。

心脏分化：iPS细胞分化成能够自发地跳动的心肌细胞，后者表达TNTC、MEF2C、MYL2A、MYHCβ和NKX2.5细胞。细胞分化后干细胞相关的基因表达水平下降。

畸胎瘤形成：iPS细胞注射免疫缺陷小鼠体内，九周后自发形成的畸胎瘤。畸胎瘤是多谱系肿瘤，包括内胚层、中胚层和外胚层的组织，这一点不同于其它肿瘤（仅有一种细胞类型）。畸胎瘤在多能性测试方面具有里程碑意义。

胚状体：人体胚胎干细胞在培养中自发形成球状类胚体结构，被称为“胚体”，它包括有丝分裂核、分化的人体胚胎干细胞和来自3胚层的外周分化细胞。iPS细胞也形成胚状体，并具有外周分化细胞。

嵌合体小鼠：人体胚胎干细胞天然驻留在囊胚内细胞团内，当滋养层分化成胚胎外组织时，囊胚内细胞团在成胚内随之分化成胚体。中空的滋养层细胞无法形成胚胎，因此胚胎干细胞在成胚内分化并形成胚体。通过微型移液器将iPS细胞注射到滋养层细胞中，囊胚转变成雌性受体，研究人员创建出嵌合体的小鼠幼仔，那些iPSC处理的小鼠全身上下具有10％-90％的嵌合体。

四倍体互补：来自小鼠胚胎成纤维细胞的iPS细胞注入四倍体囊胚（仅形成胚外组织）内，形成非嵌合体的完整小鼠，它具有生育能力，只是成功率很低。

三、iPS细胞应用前景

从iPS细胞首次在实验动物中诞生，到iPS细胞建立方法的逐渐完善，再到iPS细胞研究在人类细胞中获得成功，最后到iPS细胞应用于疾病模型动物的治疗，整个过程只用了短短一年半的时间。这种快速发展的原因在于对过去大量知识的积累和运用，更在于观念上的大胆创新。

今后，iPS细胞的研究会成为生命科学领域的一个重要方向，随着技术的不断进步，相信iPS细胞研究的进展会比人们想象中更为迅速，目前研究中，利用人体皮肤和血液提取出来的细胞，通过重新编程后使这些细胞回到类似胚胎的多能状态，通过诱导后可以成功的分化成：免疫细胞、神经干细胞、胰岛细胞、脂肪细胞、血细胞、生殖细胞，iPS细胞最终会真正用于造福人类健康。返回搜狐，查看更多