肝癌细胞的培养与染毒（日本成功利用iPS细胞制作出）

​肝癌，又被称为原发性肝癌，全球范围内，肝癌发病率居恶性肿瘤发病的第五位，死亡率居第三位。如果能有对癌症的发生和生长阶段进行解析的“新肝癌模型”，则有望极大地促进治疗研究的发展。

日前，日本冈山大学研究团队，利用分泌多种炎症性物质的人肝癌细胞株培养上清液，培养了小鼠的iPS细胞，并将iPS细胞诱导为癌症干细胞，然后将癌症干细胞移植到裸鼠的肝脏中，成功制作了肝癌模型。这一系列研究成果显示，无需像以往那样实施基因突变和插入缺失等操作，就可在器官中人为形成特定癌症（肿瘤），这是全球首次在肝癌中取得成功。

相关研究成果以“A Novel Model of Liver Cancer Stem Cells Developed from Induced Pluripotent Stem Cells”为题，发表在《英国癌症杂志》（British Journal of Cancer）上。该研究由日本冈山大学研究生院健康系统综合科学研究科、纳米生物系统分子设计学研究室的妹尾昌治教授与Said M Afify博士组成的研究团队完成。

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妹尾昌治教授和Said M Afify博士

肝癌是一种发病率和致死率双高的肿瘤类型，多年来在全球流行病学统计中呈上升趋势。2008年，全球有70万人死于肝癌，仅次于造成140万人死亡的肺癌和74万人死亡的胃癌，是第三大致死癌症。单从日本来看，2017年肝癌的死亡率位居第五，仅次于肺癌、大肠癌、胃癌和胰腺癌。对于这种高死亡率的肝癌，如果有能对癌症的发生和生长阶段进行解析的“新肝癌模型”，则有望极大地促进治疗研究的发展。

妹尾教授的研究团队2012年全球首次利用小鼠iPS细胞成功制作了癌症干细胞，为癌症研究开辟了新局面。此前通过利用iPS细胞人工培养性质各异的癌症干细胞，成功制备了多种癌症干细胞，此外还以该技术为基础，持续积累了关于癌症特性的新发现。

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IPS细胞

诱导性多能干细胞（iPS干细胞），是通过对成熟体细胞“重新编程”培育出的干细胞，拥有与胚胎干细胞相似的分化潜力，它能在极少量的皮肤碎片或血液中制造出来。

诱导性多能干细胞最初是日本干细胞科学家山中伸弥（Shinya Yamanaka）于2006年利用病毒载体将四个转录因子（Oct4, Sox2, Klf4 和c-Myc）的组合转入分化的体细胞中，使其重编程而得到的类似胚胎干细胞和胚胎APSC多能细胞的一种细胞类型。随后世界各地不同科学家陆续发现其它方法同样也可以制造这种细胞。2012年10月8日，山中伸弥因此获得诺贝尔医学奖。

在妹尾教授的研究团队里，埃及留学生Afify博士在2016——2019年的3年里一直致力于肝癌研究。但培养具备器官特征的癌症干细胞并不容易。本次研究筛选了分泌多种炎症性因子的人肝癌细胞株，通过添加其培养上清，在类似于慢性炎症的环境中培养了小鼠iPS细胞，然后将增加的细胞移植到免疫缺陷小鼠的肝脏中，成功形成了恶性肿瘤。

提取该肿瘤细胞进行培养，可以发现肝癌干细胞的多种特征性基因表达，另外还确认，将该细胞移植到肝脏中，能反复形成肝癌。尤其是在该实验中还观察到了肺转移，将来利用该模型进行转移研究也有望取得具体的成果。

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在分泌炎症性物质的癌细胞影响下，iPS细胞转化为肝癌干细胞​

此次的研究成果表明，将癌症干细胞移植到正常组织中形成的肿瘤会表达肝癌特征性标志物并显示肝癌的形态，可以制作肝癌病理模型。

肝细胞癌，与其他癌症相比不容易出现症状，非常难以诊断，死亡率也比较高。此次的研究成果将进一步推进目前的癌症研究和治疗研究，作为新的研究模型，有望搞清楚从出现癌症干细胞到形成肝癌的分子机制做出巨大贡献。

干细胞的种类非常多，但是具有最强大分化能力，能分化成多种组织和器官的，要属胚胎干细胞。不过胚胎干细胞具有生命伦理争议，被许多国家禁用。专家认为，iPS细胞的获得方法相对简单，并且避开了一些伦理问题，因此有巨大的医疗价值。​

目前iPS治疗是非常热门的干细胞种类，包括了眼角膜移植、帕金森氏症、黄斑部退化、心脏疾病、脊髓疾病、输血性疾病、关节炎、第一型糖尿病以及白血病等9 种疾病，在未来几年就有机会使用iPS干细胞在临床治疗。​

日本用iPS细胞技术成功为血液病患者完成输血治疗​

近日，日本京都大学宣布，该校的研究小组运用iPS细胞（诱导性多能干细胞）技术，成功分化出血小板并完成了输血治疗。据了解，这是历史上头次利用iPS细胞技术进行输血的相关研究。

患有再生障碍性贫血的患者，由于血小板较常人减少，经常会出现出血的症状，也很容易得传染病。如果患者病情严重，则需要通过输血的方式来补充患者体内的血小板，但会有个别患者因为特殊免疫类型的关系，出现排异反应导致不能输血治疗。

本次试验的研究对象，就是这些免疫类型特殊的再生障碍性贫血患者。从去年5月到今年1月，研究人员共为患者进行了3次输血。

为了避免患者出现排异反应，研究人员将患者自身的外周血单核细胞培育成iPS细胞，并进一步将其诱导分化为血小板，为患者输血。

为了尽可能避免出现副作用和排异反应，三次输血过程中，输血量采用梯度递增的形式。经过长达1年的观察，研究人员确定了该技术的安全性和有效性。

患者在接受输血后，未出现严重的副作用，因此研究人员认为输血是成功的。

iPS细胞制备的血小板输血临床研究示意图

负责输血的高折晃史教授表示：“患者在输血后没有出现严重副作用，过程很顺利。今后，我们的主要工作目标是，在确认了该技术安全有效的基础上，尽快投入到实际应用，为患者提供新的治疗方法。”此前在2018年9月，日本厚生劳动省就已经批准该技术开展临床研究。

​日本团队用iPS细胞再生心肌

心肌细胞对心脏跳动能力有关，然而，当出现心肌梗塞的时候，很难再出现新的健康心肌，心脏只会形成疤痕，所以心肌一旦受损，后果会很严重。日前，日本大阪大学一个研究小组宣布，已成功为心脏功能不全患者移植了心肌薄膜，而该薄膜正是利用iPS细胞培养出来的。简单来说，未来有重度心肌梗塞甚至心衰竭的病人，不用仰赖人工心脏或是等不到的器官捐赠，用干细胞就可以救回心脏。

研究小组称，这种方法还属于世界首次，他们将追踪观察这一疗法的安全性和有效性，计划今后再为10名患者进行移植手术。

除了常见的心肌梗塞、心瓣膜脱垂等心脏疾病，例如治疗主动脉瓣膜狭窄或有望透过干细胞的方式治疗。专家表示，如果心脏的细胞分化能力异常，就可能导致细胞走向「钙化」，进而导致狭窄。

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