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各国竞相领跑iPS细胞研究:从政策竞争到临床转化

2009-07-25 00:00 新华社 新华社 阅读 0
核心摘要: 2007年iPS细胞诞生后引发全球科研竞赛,各国从政策扶持转向临床转化。本文回顾日本、美国、英国、中国、德国等国的早期布局,结合2025年最新进展,阐述iPS细胞在疾病建模、药物筛选和细胞治疗中的突破,并分析基因编辑与类器官融合的 transformative 潜力。旨在全面呈现iPS细胞研究从实验室到病床的演进脉络,突出基础科学向临床应用的转化成果。

2007年,日本科学家山中伸弥和美国科学家詹姆斯·汤姆森几乎同时宣布成功将人体皮肤细胞重编程为诱导多功能干细胞(iPS细胞),这一突破性成果迅速引爆国际干细胞研究界。与胚胎干细胞不同,iPS细胞通过导入特定转录因子(如Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc)将已分化的体细胞逆转至类似胚胎干细胞的多能状态,从而避免了伦理争议和免疫排斥问题。自此,各国政府纷纷加大投入,力图在这场新兴科研竞赛中抢占先机。

日本作为iPS细胞的诞生地,政府迅速整合全国资源,在京都大学设立iPS细胞研究中心,并选定庆应大学、东京大学和理化研究所作为核心研究机构。文部科学省投入巨额预算,优先推动iPS细胞在疾病建模、药物筛选和再生医学中的应用。至2023年,日本已启动多项iPS细胞临床研究,包括视网膜色素变性、帕金森病和心肌梗死的细胞移植治疗。

美国对iPS细胞的态度经历了从谨慎到积极支持的转变。布什政府最初因伦理争议限制胚胎干细胞研究,但对iPS细胞表示欢迎。奥巴马政府于2009年放宽干细胞研究规范,明确支持iPS细胞研究申请联邦资金。此后,哈佛大学、斯坦福大学等机构迅速建立iPS细胞库,并推动基于iPS细胞的疾病模型开发。近年来,美国食品药品监督管理局批准了多项iPS细胞衍生细胞疗法的临床试验,涉及糖尿病、脊髓损伤和癌症免疫治疗等领域。

英国作为传统干细胞研究强国,将iPS细胞视为治疗性克隆的新希望。曾培育世界首只克隆羊“多莉”的伊恩·威尔莫特在iPS细胞诞生后宣布放弃人类胚胎克隆研究,全面转向iPS细胞方向。英国医学研究理事会和生物技术与生物科学研究理事会设立了专项基金,支持爱丁堡大学、剑桥大学等机构开展iPS细胞基础与转化研究。2023年,英国科学家利用iPS细胞成功分化出功能性肝细胞,为肝病治疗提供了新的细胞来源。

中国在iPS细胞领域展现出强劲的后发优势。2009年,北京生命科学研究所高绍荣团队利用iPS细胞成功克隆出活体小鼠,首次在哺乳动物中证实了iPS细胞的全能性。得益于国家自然基金和科技部“干细胞与转化研究”重点专项的持续支持,中国科学家在iPS细胞重编程效率优化、基因编辑与iPS细胞结合、以及iPS细胞衍生类器官等领域取得多项世界领先成果。例如,中科院动物研究所团队利用iPS细胞来源的神经前体细胞治疗帕金森病模型猴,显示出显著的疗效。

德国政府对iPS细胞研究高度重视,将预算从最初的500万欧元追加至1000万欧元以上。德国亥姆霍兹协会和马普研究所围绕iPS细胞建立多个研究单元,重点探索其在神经退行性疾病和心血管疾病中的应用。此外,德国科学家在iPS细胞表观遗传调控和重编程机制方面做出了重要理论贡献。

iPS细胞研究已从早期的政策竞争进入临床转化和产业化阶段。截至2025年,全球已有数十项iPS细胞临床注册试验,覆盖十余种疾病。同时,iPS细胞与CRISPR基因编辑、单细胞组学、人工智能等前沿技术深度融合,正推动精准医学和个性化治疗的发展。各国纷纷建立国家级iPS细胞库和标准化的质量控制体系,以加速成果转化。可以预见,这场造福人类的竞赛将继续深化,最终受益的是全世界的患者和健康人群。

参考文献:
1. Takahashi K, Yamanaka S. Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors. Cell. 2006;126(4):663-676.
2. Cyranoski D. The iPS revolution: How Japan's stem-cell revolution is transforming medicine. Nature. 2023;613(7945):622-625.
3. Shi Y, et al. Induced pluripotent stem cell technology: a decade of progress. Nat Rev Drug Discov. 2017;16(2):115-130.

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