我们还需要研究人类胚胎干细胞吗？

诱导多能干细胞 (iPS) 能否替代人类胚胎干细胞 (hES)？有一天情况可能会如此，但在可预见的未来，需要对两种类型的干细胞进行并行研究。

事实一览

我们知道：

• 多能干细胞并不完全相同——小鼠胚胎干细胞和人类胚胎干细胞并不等同
•  小鼠胚胎干细胞更一致，更容易生长，更容易分化
• 临床级人类胚胎干细胞系已经存在
• 如何从人类多能干细胞中制造一些特殊的细胞类型

我们认为：

• iPS细胞将成为药物开发的重要工具
• 在临床中使用 iPS 细胞需要更多的研究和理解
• 未来几年可能分离出相当于小鼠胚胎干细胞的人类多能干细胞

我们还不知道：

• 如何确定人类 iPS 细胞的身份和安全性
• 如何将多能干细胞定向分化为多种不同的成体细胞类型
• 如何确保细胞在长期生长时不会发生不可预测的基因变化

继续研究人类胚胎干细胞的三个主要原因：

1. 安全性和功能

ES细胞本质上是正常的人类胚胎细胞，而 iPS 细胞是通过分子工程对成体细胞进行重编程而产生的。这些实验室操作尚未完善，可能会产生异常的、可能不安全的细胞。iPS 细胞无疑是在实验室研究疾病机制和开发新药的有前途的工具，但还需要更多仔细的研究来确定它们是否可以安全地注射到人体中。还需要新技术来从 iPS 细胞中产生功能齐全的成体细胞。因此，人类 ES 细胞为 iPS 细胞的安全性和分化提供了基本标准。

2. 为临床做好准备

移植到人体内的细胞必须在严格控制的环境中制备，以确保它们不受污染并且具有高质量和纯度。已经开发了几种临床级 hES 细胞系，并已获准用于临床试验。在临床的道路上走到这一步，是多年研发的成果。目前，由于生产所需的基因操作程序，没有任何 iPS 细胞被批准用于临床。克服这一障碍并开发可用于临床的 iPS 细胞系需要时间。

3. 缺失的人类多能干细胞

目前，不同的人类ES和iPS细胞系表现出很大的可变性和不一致性。然而，小鼠ES细胞可以在非常标准化的条件下生长，变异性最小。

小鼠和人类ES细胞并不等同；人类ES细胞似乎代表处于胚胎发育更高级阶段的细胞，此时它们已经开始专门化。科学家们认为，有可能分离出一种与小鼠胚胎干细胞相当的新型人类多能干细胞。这些新细胞——如上图所示为“1 期多能干细胞”，通常被称为“基态干细胞”——预计具有非常一致的特性，可以可靠地分化成所有类型的特化成体细胞。世界各地的研究人员目前正在研究如何分离和培养这些人类基态细胞。

这具有三个重要意义：

• 找出如何获得和培养人类基态多能干细胞需要通过实验来修饰当前的人类 ES 细胞，并且还需要使用最近为小鼠 ES 细胞开发的替代技术衍生出新的人类多能/ES 细胞。只有通过这些实验，才能确定获得人类多能干细胞的最佳方法。
• 一旦获得，人类基态干细胞系很可能在医学研究和临床应用中取代现有的人类 ES 细胞系。
• 基态人类 ES 细胞将为 iPS 细胞提供准确的参考，这将使它们能够标准化，克服其在工业上使用和监管部门批准其在临床应用中使用的主要障碍之一。

作者：奥斯汀·史密斯和克莱尔·布莱克本

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