2006年,日本科学家山中伸弥将四个转录因子引入特化的成体细胞(比如患者的皮肤细胞),再将其重编程为诱导多能干细胞(iPSC)。这些细胞在实验室中表现出与胚胎干细胞相当的能力,又避开了胚胎干细胞的伦理问题,在疾病模拟、药物筛选和细胞治疗中有着巨大的应用前景,被人们视为细胞疗法的新希望。
2007年,山中伸弥所在的研究团队通过对小鼠的实验,发现诱导人体表皮细胞使之具有胚胎干细胞活动特征的方法。此方法诱导出的干细胞可转变为心脏和神经细胞,为研究治疗多种心血管绝症提供了巨大助力。这一研究成果在全世界被广泛应用,因为其免除了使用人体胚胎提取干细胞的伦理道德制约,同时,这一技术也使单个细胞实现返老还童成为了可能。当年该研究成果发表在权威期刊《Cell》上,在生命科学领域开创了一个新的研究领域。
2008年,山中伸弥进一步在原有的基础上改造iPS技术,首次脱离病毒载体诱导iPS细胞,消除了iPS致癌的隐患。
2012年,因对“体细胞重编程技术”的研究,时任京都大学教授的山中伸弥获得当年的诺贝尔生理/医学奖。
2013年8月,位于日本神户市的日本理化学研究所与尖端医疗中心医院宣布,将从8月1日起启动使用人工诱导多功能干细胞(iPS细胞)再生眼部顽症患者视网膜的临床研究。
2014年9月15日 首例iPS细胞眼部疾病手术实施,全球首例将诱导多能干细胞(iPS细胞)制成的视网膜细胞移植入人体内的手术在完成一夜以后,其负责手术的尖端医疗中心医院(位于神户市)眼科总部长栗本康夫(53岁)在术后说明情况时称:“没有发现并发症,非常顺利。今早检查时,患者说‘视野变明亮’了。
2015年12月,京都大学iPS细胞研究所和武田制药启动iPS细胞应用研究联合项目,这项“ips细胞应用Takeda-CiRA联合项目(T-CiRA)”将针对6个核心方向探索干细胞在治疗领域的临床应用,包括癌症、心力衰竭、糖尿病、神经退行性疾病和难治性肌肉疾病。
2016年4月,利用实验鼠的iPS细胞再生出完整的皮肤系统。这可能将有助于开发出治疗烧伤、严重皮肤病、重度脱发等的新方法。
2016年9月,日本宣布将进行世界首例他人iPS细胞移植手术。本次手术中,专家会使用他人的iPS细胞(诱导性多能干细胞)制作视网膜细胞,并将制成的细胞移植给一位患有严重眼病的患者。
2016年10月10日,全球首例利用iPS细胞治猴子心脏病见效果,日本研究人员利用猴子皮肤细胞产生的干细胞让5只患病的猕猴受损的心脏再生。
2016年10月,由九州大学和京都大学等组成的研究团队,利用10周龄老鼠尾巴所培育的iPS细胞,来培育卵子及精子的“原始生殖细胞”,首次利用老鼠iPS细胞培养出卵子。
2016年10月,结合京都大学的iPS细胞研究所 “再生医疗用iPS细胞存储项目”的进展,日本宣布到2022年计划储备适合于8成以上日本人的iPS细胞,并重点研究利用储备的iPS细胞实现“他体移植” 。
2017年1月10日,日本理化学研究所多细胞系统形成研究中心(位于神户市)的研究小组在美国科学杂志网络版上发表一项研究成果,确认iPS视细胞能让眼睛恢复感光。
2017年2月6日,《PNAS》期刊在线发表文章,证实诱导性多能干细胞不会增加基因突变。
2017年2月,利用诱导性多能干细胞治疗黄斑变性眼疾的临床试验获得日本卫生部门的批准。研究团队使用的诱导性多能干细胞来源于捐赠的细胞,经过重编程和再分化获得视网膜色素上皮(RPE)细胞,用于疾病治疗。
2018年7月,据《朝日新闻》统计,目前在日本大力支持发展的iPS细胞相关再生医疗领域,包括大型制药企业在内的至少8家公司共计12种类疗法正在紧张研发中。其中最快的一个疗法有望在2020年即可上市。
2018年11月16日,京都大学iPS细胞研究所(CiRA)与国立研究开发法人日本医疗研究开发机构(AMED)发布新闻称,成功将人源iPS细胞(人工诱导多功能干细胞)改造成具有更强抗癌效果的细胞毒性T细胞,有望开发用于下一代细胞免疫疗法。
2018年11月2日《Stem Cell Reports》发表了京都大学的研究成果,该研究团队利用iPS细胞构建的进行性骨化性纤维发育不良疾病模型,成功高通量筛选出两个候选药物,该两个候选药物分别曾作为癌症和阿尔茨海默氏症的候选药物,和雷帕霉素一样都可以抑制骨的形成,但是采用了不同的作用机制,所以本研究也有助于探明该病的发病机理。
2018年11月9日,京都大学宣布开展利用诱导性多功能干细胞干预帕金森症的新型实验性疗法,是全球首个尝试使用iPS细胞干预帕金森的案例。
2019年5月,《Nature》发布了东京大学医科学研究所干细胞生物学系与斯坦福大学及理化学研究所的研究成果,世界上首次在维持造血干细胞未分化特性的前提下持续增殖培养一个月以上,不仅可以使得从一个供体分离的干细胞扩大培养后用于多名患者,而且培养成本和周期都可以大大缩减,从而降低患者的治疗成本和减少等候时间。
2019年9月,日本东京医科齿科大学宣布成功利用人iPS细胞同时培育出了肝脏、胆管和胰脏3种迷你器官。(研究人员称,此前利用iPS细胞培育特定的细胞和器官都是单独培育的,不能再现与相邻多个器官间的关联性,因此培育出的特定器官可能不能充分发挥其功能,或者存在缺乏持久性等缺陷。此次他们成功研发了多器官系统再生技术,作为解析人体内复杂器官形成发育的有效方法,将有助于人体生物学研究的发展,也将有助于开发更加高效的再生医疗技术。)
2020年3月,据《日本经济新闻》报道,日本京都大学iPS细胞研究所与熊本大学合作,成功制作出可以给任何人输血的血小板。研究人员把基因编辑技术和iPS细胞相结合起来实现了此次研究。通过小白鼠实验,研究团队确认了输血后血小板可以起到作用,这一研究有望用于治疗即使输入了血小板也无法产生作用的“血小板输入无效症”。
2020年7月,日本顺天堂大学研究生院的研究人员利用比原来更加安全的方法,成功培养了能抑制宫颈癌繁殖的iPS细胞源人乳头瘤病毒(HPV)抗原特异性杀伤T细胞。与源自外周血的杀伤T细胞相比,该iPS细胞源杀伤T细胞能在人体内强力抑制宫颈癌繁殖,研究团队利用小鼠确认到可以延长生存期。这项成果能实现抑制宫颈癌繁殖的iPS细胞源T细胞的稳定供应,有望为采用免疫细胞的新治疗方法的开发铺平道路。
2020年8月,京都大学iPS细胞研究所的研究人员验证了利用人工多能干细胞(iPS细胞)源间充质干细胞(iMSC)制备的生物3D神经导管对末梢神经再生的有效性和机制。
2020年10月,日本研究人员实施了一台移植免疫细胞治疗癌症的手术,用于移植的免疫细胞由诱导多能干细胞(iPS细胞)培养而来。这是日本首次尝试利用iPS细胞治疗癌症。手术采用注射形式,向患者癌组织附近血管一次注射约5000万个NKT细胞。首次注射后患者情况良好,患者还将接受两次注射。NKT细胞是一种可对癌细胞发动高效攻击的免疫细胞,但人体内仅有少量这种细胞。研究人员从健康人的血液中采集NKT细胞并培育出iPS细胞,再使iPS细胞分化增殖出大量NKT细胞后注入患者体内。研究小组计划2022年3月前对4至18名接受标准治疗后病情复发的头颈部恶性肿瘤患者进行同样的免疫细胞移植手术,以确认这种疗法的安全性和有效性。
2020年10月,日本京都大学医疗创新企业Rebirthel和日本藤田医科大学宣布,将共同开发利用诱导性多能干细胞(iPS细胞)技术治疗新冠病毒感染。该疗法是诱导iPS细胞分化为NKT细胞(Natural killer T cell),以攻击感染了新冠病毒的细胞,最终预防患者病情加重,力争2~3年内实现临床试验。这是世界上首次提出利用干细胞治疗新冠病毒。
……