誘導性多能幹細胞

誘導多能幹細胞是通過基因轉染技術，將某些轉錄因子導入動物或人的體細胞，使體細胞直接重構成為胚胎幹細胞，細胞樣的多潛能細胞。

誘導性多能幹細胞不僅在細胞形態、生長特性、幹細胞標專物表達等方面與ES細胞非常相僅，而且在DNA甲基化方式、基因表達譜、染色質狀態、形成嵌合體動物等方面也與ES細胞幾乎完全相同。

到目前為止，能夠樹立具有分化成構成身體各式各樣細胞之分化萬能性之細胞來源，主要為來自於胚盤胞期之內部細胞塊所培養而成之胚胎幹細胞，或是由胚胎幹細胞和體細胞所融合之細胞，抑或是由生殖細胞培養而得之細胞。然而，iPS細胞的製作，是首度沒有使用受精卵或是胚胎幹細胞而創造出具有萬能分化能力之幹細胞。

在理論上，具有萬能分化性之細胞，可以經過基因誘導分化之手段，使其分化成為身體中所有之組織與器官。如果使用人類病患自身細胞所創造出之iPS細胞，則培養出之組織或是器官作為移植回原患者身體內時，將可避開自身免疫系統之攻擊之難題。另一方面，以往人類胚胎幹細胞所產生之道德倫理問題，也可以取得根本的解決方式。因此，iPS細胞可成為再生醫學中，備受注目之重要的細胞來源。

除了再生醫學之應用之外，利用患者本身之細胞所形成之iPS細胞，將其做特定細胞誘導分化后，可以成為良好之人類細胞研究材料，解決以往人類組織細胞索取上之困難點，也可以成為研究致病機制之良好研究材料。另外，由於由患者本身體細胞得來，可以獲得具有“個別性”、“專一性”之細胞材料，可以針對藥劑或是成為毒性評估的最佳平台。一方面也提供為轉譯醫學之最佳測試材料。也因此，iPS細胞的製作與發現，也成為醫學、藥學或是食品等之安全實驗平台。

此外，當技術成熟后，例如女性細胞也可以製作出精子。甚至老化細胞的重生，也不再是不可能的夢想。概略植物可以經由透過一小塊組織切片，透過一定的培養方式，可以再生形成完整的個體。然而，動物除了受精卵以外，其他的細胞並不具有這樣的萬能分化能力，而若透過特定的培養條件下，具有幹細胞萬能分化能力之細胞，在身體內是存在的。一般來說，具有分化萬能性之動物細胞，在適當的培養條件下培養，並無法成為如同正常器官般有秩序的排列形成，只能成為細胞團塊。倘若，這些細胞若能朝組織或是器官分化形成后，可以提供作為病患之臟器移植等，來解決捐贈者不足等問題。另一方面，若由他人的組織器官等移植到病人身體，也容易使受贈者產生免疫上的排斥問題。以胚胎幹細胞幹細胞來說，目前可知道，具有分化成身體內各式各樣的能力，然而，胚胎幹細胞僅能在發育早期取得，除了母體會有危險外，被用來取得的胚胎將失去繼續發育成個體的能力。也因此，具有相當大的倫理道德疑慮。而胚胎幹細胞的研究，也因為發生韓國黃禹錫教授之研究捏造事件，相關研究也停了一陣子。因此，各界也期望能由皮膚或是血液等取得，具有分化成各式各樣細胞之萬能分化性。細胞功能在自然生物體中，萬能幹細胞源自胚胎髮育8細胞期后囊胚中的內細胞團（inner cell mass, ICM）。它的特點是無法像全能幹細胞一般獨自發育成一個個體，但具有可以發育成多種組織的能力的細胞。人工的萬能幹細胞相信與天然萬能幹細胞相同。美國和日本的科學家，共同在2007年6月7日成功把人類皮膚細胞轉化成人工萬能幹細胞，並成功使這些幹細胞轉化成為身體器官的一部份。這個計劃，由日本京都大學、美國懷特黑德研究所及哈佛大學三家大學的研究小組合作。在日本方面，有關研究由京都大學的山中伸彌教授領導的小組作出。他們透過利用病毒載體，把與幹細胞的萬能分化性相關的四種遺傳基因“感染”皮膚細胞，可誘導皮膚細胞改造，讓其返回到事實上與胚胎幹細胞的功能相同的原始細胞階段。由於這種方法並不需要從胚胎中提取細胞，因此解決了舊有技術在道德上的爭議之餘，由於幹細胞從患者的皮膚取得，所以製作出來的身體部份不會被身體排斥。有關研究成功后，各方分別於《自然》雜誌及《細胞-幹細胞》期刊的創刊號上發表。優點與經典的胚胎幹細胞技術和體細胞核移植技術不同，iPS技術不使用胚胎細胞或卵細胞，因此沒有倫理學的問題。利有iPS技術可以用病人自己的體細胞製備專有的幹細胞，所以不會有免疫排斥的問題。缺點比如，添加四個“重新編程”基因或取代疾病細胞中有缺陷基因的方法都可能有導致癌症的副作用。應用領域 iPS細胞的出現，在幹細胞研究領域、表觀遺傳學研究領域以及生物醫學研究領域都引起了強烈的反響，這不僅是因為它在基礎研究方面的重要性，更是因為它為人們帶來的光明的應用前景。在基礎研究方面，它的出現，已經讓人們對多能性的調控機制有了突破性的新認識細胞重編程是一個複雜的過程，除了受細胞內因子調控外，還受到細胞外信號通路的調控。對於Oct4、Sox2和Nanog等維持於細胞自我新能力的轉錄因子的研究正在逐漸地展開；利用iPS細胞作為實驗模型，只操縱幾個因子的表達，這更會大大加速對多能性調控機理的深入研究。在實際應用方面，iPS細胞的獲得方法相對簡單和穩定，不需要使用卵細胞或者胚胎。這在技術上和倫理上都比其他方法更有優勢，iPS細胞的建立進一步拉近了幹細胞和臨床疾病治療的距離，iPS細胞在細胞替代性治療以及發病機理的研究、新葯篩選方面具有巨大的潛在價值。此外，iPS細胞在神經系統疾病、心血管疾病等方面的作用也日益呈現，iPS細胞在體外已成功地被分化為神經元細胞、神經膠質細胞、心血管細胞和原始生殖細胞等。在臨床疾病治療中具有巨大應用介值。首次獲批進行人體實驗

據英國《自然》雜誌網站2014年9月11日報道，治療使用的iPS細胞由日本神戶理化研究所（RIKEN）發育生物學中心的眼科專家高橋雅代培育而成，將用於治療與年齡相關的視網膜退化疾病。罹患這一疾病的病患，多餘的血管會在眼內形成，讓視網膜色素上皮細胞變得不穩定，導致感光器不斷減少，最終失明。

一名罹患退行性眼病的日本患者將成為全球使用誘導多能幹細胞（iPS）進行治療的第一人。日前，日本衛生部的諮詢委員會對這一療法的安全性進行了審查，並同意相關研究人員開展人體治療實驗。

2021年4月8日，日本京都大學再生醫學講師高島康弘等人的團隊8日在美國科學雜誌《Cell Stem Cell》網路版上發表研究成果稱，採用人類的誘導多能幹細胞（iPS細胞），成功在體外再現了受精卵形成后不久胎盤細胞成長的過程。