生物行移动版

2009年，英国和加拿大研究人员在《自然》杂志上报道了一种利用PiggyBac转座子将皮肤细胞重编程为诱导多能干细胞（iPS）的方法，首次在不使用病毒的情况下实现了细胞重编程，避免了病毒整合带来的致癌风险。这一突破为干细胞研究的临床应用铺平了道路。

诱导多能干细胞（iPS）具有与胚胎干细胞类似的多能性，能分化成体内所有细胞类型。传统方法依赖病毒载体将重编程基因导入细胞，但病毒可能整合到宿主基因组中，诱发肿瘤。PiggyBac转座子是一种“跳跃基因”，可在基因组中准确切除自身，从而实现无痕重编程。研究人员通过将四个重编程基因（Oct4、Sox2、Klf4、c-Myc）插入PiggyBac载体，转染皮肤细胞后成功获得iPS细胞，随后利用转座酶将载体从基因组中精确切除，恢复细胞原始基因组完整性。

此后，科学家进一步开发了多种非整合型重编程技术，包括游离质粒、仙台病毒、mRNA以及小分子化合物。其中，化学重编程（仅使用小分子化合物）完全避免了外源基因的引入，是目前最安全的方法之一。2018年，中国科学家邓宏魁团队首次利用小分子将小鼠体细胞重编程为iPS细胞，2022年又实现了人体细胞的化学重编程，在安全性和效率上都取得重大进展。

目前，iPS细胞已广泛应用于疾病建模、药物筛选和细胞治疗。例如，利用患者iPS细胞分化的多巴胺能神经元治疗帕金森病、分化的胰岛细胞治疗糖尿病等临床试验正在推进中。英国爱丁堡医学研究理事会再生医学中心的坪井将树（Keisuke Kaji）表示，这项早期工作为干细胞医学奠定了安全基础。多利羊之父伊恩·威尔玛特教授认为，将新方法与其他干细胞分化技术结合，再生医学将迎来重大突破。

参考文献：Kaji, K., et al. (2009). Virus-free induction of pluripotency and subsequent excision of reprogramming factors. Nature, 458(7239), 771-775.