iPS细胞是什么?有什么用?

2024-05-05 01:08

1. iPS细胞是什么?有什么用?

专业的医学解读是:iPS 细胞的标准名称,叫“人工多功能性干细胞”,这种多能干细胞,是指体细胞在导入多能遗传基因,以及其他诱导因子的作用下进行基因的重新编排,从而得到拥有与胚胎干细胞相似的分化潜力的干细胞。
这些医学概念听起来有点玄乎,不好理解。我们说得直白一点,就是iPS细胞也属于干细胞的一种,但是属于高级版,因为通过基因的重新编排,这种细胞具有跟你生下来时带有的胚胎干细胞相似的分化潜能,并能产生出一种诱导性,可以进行定向的干细胞治疗。理论上来说,使用iPS 细胞可以再造人体器官,补充、修复人体受损器官和组织。譬如说,你的肾脏坏了,你可以使用自身细胞培植出来的iPS细胞再造一个肾脏换上去,而不需要等着别人捐给你。比如,你发现自己脸上有了皱纹,那就用iPS细胞修复自己的肌肤,让60岁的老太太变成18岁的小姑娘。
以上内容参考徐静波《日本的底力》

iPS细胞是什么?有什么用?

2. iPS细胞是如何来的?作用是什么

  二十一世纪初,就在各干细胞实验室专注于把胚胎干细胞分化为体细胞的同时,日本京都大学的山中伸弥及其实验团队反其道而行之,成功的从已经分化的小鼠成纤维细胞(一种结缔组织细胞,是构成皮肤的一部分)中分离出了具有万能分化性的细胞。这些细胞与胚胎干细胞的性能类似,可以在适当条件下可以分化成一个成年动物体内所需的各种组织器官,并且可以持续增殖分裂。
  在此之前,研究者们普遍认为动物的发育和细胞的分化过程像一条单行道,细胞的功能只会变得局限和特化,不会发生“去分化”(回到分化初期的多能形态)的现象。在对24个重要的干细胞基因(转录因子)进行筛选分析之后,山中伸弥发现人工“激活”其中的四个干细胞基因:Oct4, Sox2, Klf4 and C-Myc,就可以使一部分小鼠成纤维细胞重新“返回”到类似干细胞的状态。这一重大发现是首次没有使用受精卵或胚胎干细胞而培育出的具有万能分化能力的干细胞。山中伸弥将这类细胞命名为诱导多能干细胞 (iPS 细胞)。这四个遗传基因后来被称作“山中基因”。
  这一开创性技术为获取和利用干细胞提供了无限广阔的可能性。在理论上讲,研究人员可以提取人的皮肤细胞,血液细胞或其它易于获得的细胞,诱导其成为iPS细胞,再将它们分化成为胰腺细胞、神经细胞,或其它任何治疗疾病所需要的细胞。这一方法不但绕过了需要人类胚胎提取干细胞的伦理问题,并且解决了另一个困扰细胞及器官移植的重大问题 — 免疫排斥。由于iPS细胞是从病人自身的细胞培育出的,再移植到病人本身便不会产生免疫排斥的副作用。iPS细胞这一具有重大意义的发现,令山中伸弥在仅短短六年之后便成为了诺贝尔奖获得者。一时间iPS细胞被寄予厚望,风头无两。

3. ips细胞简介及详细资料

 基本简介   ips细胞   iPS细胞是将一些多能遗传基因导入皮肤等细胞中制造而成。让普通体细胞“初始化”,使其具备干细胞功能,这就是“iPS细胞”。
  “iPS细胞”不仅在细胞形态、生长特性,干细胞标志物表达等方面与ES细胞非常相似,而且在DNA甲基化方式、基因表达谱、染色质状态、形成嵌合体动物等方面也与ES细胞(胚胎干细胞)几乎完全相同。
  iPS细胞和ES细胞除了不能生成胚胎以外,可以产生所有的细胞,如果用于医疗,那么理论上可以治愈所有疾病——凡是不好的组织都去除,替换为重新生长的正常组织。 
  研究历程   iPS细胞   2006年日本京都大学山中伸弥(Shinya Yamanaka)领导的实验室在世界著名学术杂志上率先报导了iPS的研究。
  他们把Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4这四种转录因子引入小鼠胚胎或皮肤纤维母细胞,发现可诱导其发生转化,产生的iPS细胞在形态、基因和蛋白表达、表观遗传修饰状态、细胞倍增能力、类胚体和畸形瘤生成能力、分化能力等都与胚胎干细胞极为相似。
   
  2007年11月,Thompson实验室和山中伸弥实验室几乎同时报导,利用ips技术同样可以诱导人皮肤纤维母细胞成为几乎与胚胎干细胞完全一样的多能干细胞。
  所不同的是日本实验室依然采用了用逆转录病毒引入Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4四种因子组合,而Thompson实验室采用了以慢病毒载体引入Oct4、Sox2加Nanog和LIN28这种因子组合。
  这些研究成果被美国杂志列为2007年十大科技突破中的第二位。
  2008年,哈佛大学Gee Daley实验室利用诱导细胞重新编程技术把采自10种不同遗传病患者病人的皮肤细胞转变为iPS,这些细胞将会在建产疾病模型、药物筛选等方面发挥重要作用。
  美国科学家还发现,iPS可在适当诱导条件下定向分化,如变成血细胞,再用于治疗疾病。
  哈佛大学另一家实验室则发现利用病毒将三种在细胞发育过程中起重要作用的转录因子引入小鼠胰腺外分泌细胞,可以直接使其转变成与干细胞极为相似的细胞,并且可以分泌胰岛素、有效降低血糖。这表明利用诱导重新编程技术可以直接获得某一特定组织细胞,而不必先经过诱导多能干细胞这一步。
  2009年,中国科学家于2008年11月利用iPS细胞培育出小鼠—“小小”。
  中国科学院动物研究所周琪研究员和上海交通大学医学院曾凡一研究员领导的研究组合作完成的工作表明,利用iPS细胞能够得到成活的具有繁殖能力的小鼠,从而在世界上第一次证明了iPS细胞与胚胎干细胞具有相似的多能性。科学家表示,这一研究成果表明iPS干细胞或许同胚胎干细胞一样可以作为治疗各种疾病的潜在来源。 
  制备   ips细胞建立的简单过程   iPS细胞建立的过程主要包括:
  (1)分离和培养宿主细胞;
  (2)通过病毒介导或者其他的方式将若干多个多能性相关的基因导入宿主细胞:
  (3)将病毒感染后的细胞种植于饲养层细胞上,并于ES细胞专用培养体系中培养,同时在培养中根据需要加入相应的小分子物质以促进重编程;
  (4)出现ES样克隆后进行iPS细胞的鉴定(细胞形态、表观遗传学、体外分化潜能等方面)。
  套用   ips细胞   iPS细胞的出现,在干细胞研究领域、表观遗传学研究领域以及生物医学研究领域都引起了强烈的反响,这不仅是因为它在基础研究方面的重要性,更是因为它为人们带来的光明的套用前景。
  在基础研究方面,它的出现,已经让人们对多能性的调控机制有了突破性的新认识细胞重编程是一个复杂的过程,除了受细胞内因子调控外,还受到细胞外信号通路的调控。对于Oct4、Sox2和Nanog等维持于细胞自我新能力的转录因子的研究正在逐渐地展开;利用iPS细胞作为实验模型,只操纵几个因子的表达,这更会大大加速对多能性调控机理的深入研究。
  在实际套用方面,iPS细胞的获得方法相对简单和稳定,不需要使用卵细胞或者胚胎。这在技术上和伦理上都比其他方法更有优势,iPS细胞的建立进一步拉近了干细胞和临床疾病治疗的距离,iPS细胞在细胞替代性治疗以及发病机理的研究、新药筛选方面具有巨大的潜在价值。
  此外,iPS细胞在神经系统疾病、心血管疾病等方面的作用也日益呈现,iPS细胞在体外已成功地被分化为神经元细胞、神经胶质细胞、心血管细胞和原始生殖细胞等。在临床疾病治疗中具有巨大套用介值。
  优点  与经典的胚胎干细胞技术和体细胞核移植技术不同,iPS技术不使用胚胎细胞或卵细胞,因此没有伦理学的问题。 
  利有iPS技术可以用病人自己的体细胞制备专有的干细胞,所以不会有免疫排斥的问题。 
  缺点  添加四个“重新编程”基因或取代疾病细胞中有缺陷基因的方法都可能有导致癌症的副作用。 
  相关研究  2012年10月8日,瑞典卡洛琳斯卡医学院宣布,将今年的诺贝尔医学生理学奖授予日本京都大学教授山中伸弥和英国发育生物学家剑桥大学博士约翰·戈登。
  获奖成果为山中教授从皮肤细胞等体细胞中培育出了“诱导多能干细胞inducedpluripotentstemcells”,即iPS细胞。iPS细胞能培养出各种细胞,因此山中教授的发明为再生医疗开辟了一条崭新的道路。
  山中教授在2006年8月公布了他的研究成果,他将4个基因注入从老鼠尾巴中所提取的体细胞中,并成功地培养出了iPS细胞。在2007年11月他宣布,这项实验在人体皮肤细胞上也获得了成功 。
  展望   从iPS细胞发育而成的小鼠   由于iPS细胞自身的安全性问题,到2012为止,iPS细胞还无法套用于临床治疗,要得到安全实用的有临床套用价值的治疗型iPS细胞,必须避免使用整合性病毒以及有致癌性的外源基因。根据iPS细胞在短时间内取得的一系列突破,可以预见,iPS细胞必将解决人类面临的各种疾患。但是还面临许多急待突破瓶颈和需要深入研究的领域:
  (1)研究iPS细胞自我复制、增殖和分化等的调控机制及iPS细胞体外定向诱导分化机制;
  (2)充分评价iPS细胞临床套用的安全性;
  (3)建立无遗传修饰的iPS细胞制备方法( 如仅利用蛋白或小分子化合物即将人的细胞重编程为iPS细胞)。 
  科学丑闻  2012年10月就iPS细胞(诱导多能干细胞)制作心肌细胞移植给重症心脏病患者的研究成果属于虚构一事,东京大学医院的特任研究员森口尚史自己承认了造假的事实。
   

ips细胞简介及详细资料

4. 什么是ips干细胞?

ips  即IPSCs( induced pleuripotent stem cells)诱导多能干细胞 
是由动物体细胞,经四种或者多种诱导因子(oct4,c-myc,sox2,klf4等)感染,在一定条件下转化为与ES(embryo stem ,胚胎干细胞)形态,功能类似的ips细胞,ips具有分化潜能,在体外能分化为EB(胚体),在动物体内能形成畸胎瘤或者嵌合体。现在对于ips的主要研究集中在生物医学,主要研究其在器官移植方面的作用,因为与ES相比,ips细胞不存在伦理上的争议,而且因为是由自身体细胞得到,也不会在移植时出现免疫排斥,因此,ips用于医学研究有重大意思

5. ips细胞最近的应用方向是什么

研究进展:干细胞是人体内可以转化为各种组织和器官的细胞,过去只能从胚胎中获得。
2006年日本京都大学山中伸弥领导的实验室在世界著名学术杂志《细胞》上率先报道了诱导多能干细胞(Induced Pluripotent Stem cells,iPS)的研究。
2007年末,Thompson实验室和山中伸弥实验室几乎同时报道,利用iPS技术同样可以诱导人皮肤纤维母细胞成为几乎与胚胎干细胞完全一样的多能干细胞。
2008年4月,美国加利福尼亚大学科学家报告称,他们将实验鼠皮肤细胞改造成ips细胞,然后成功使其分化成心肌细胞、血管平滑肌细胞及造血细胞。
2009年2月,日本东京大学科学家宣布,成功利用人类皮肤细胞制成的ips细胞培育出血小板,而且从技术上说用ips细胞培育人类红细胞和白细胞都是可能的;紧接着,日本庆应大学科学家又宣布,成功用实验鼠的ips细胞培育出鼠角膜上皮细胞。
2009年3月伊始,ips细胞研究便相继迎来两项重大突破。英国和加拿大科学家发现了不借助病毒、安全将普通皮肤细胞转化为ips细胞的方法;美国科学家则在《细胞》杂志上宣布,他们可以将ips细胞中因转化需要而植入的有害基因移除,且保证神经元细胞的基本功能不受影响。
2009年7月,ips细胞研究在临床应用道路上又迈出非常重要的一步。据英国《自然》杂志网站23日报道,中国科学家周琪和高绍荣等人利用ips细胞克隆出活体实验鼠,首次证明ips细胞与胚胎干细胞一样具有全能性。该成果让人们看到了ips细胞的实用性。
2010年7月,巴西圣保罗大学医疗系的科研人员最近取得了利用改造皮肤基因获取诱导多功能干细胞(iPS细胞)的科研成果。
诱导多能干细胞是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,使其重编程为类似胚胎干细胞的一种细胞类型。
Oct4    Oct4是POU家族的转录因子,维持细胞的多能性,是体细胞诱导为iPS细胞所必须的基因。在小鼠和人的ES细胞中, Oct4表达的抑制将会导致自发性分化为滋养层细胞。Niwa等实验结果表明,Oct-4能够维持ES细胞未分化状态并促进其增殖,并认为Oct-4的活化是重编程为多能干细胞的标志。
Sox2    Sox2是胚胎干细胞特异性转录因子,其与Oct-4一样均为体细胞重编程所必须的基因,除了可与Oct4协同调节维持细胞的多能性之外,还能促进干细胞向神经外胚层分化。
c-Myc和Klf4    c-Myc和Klf4不是iPS细胞形成所必须的基因,其作用是提高克隆形成的效率,当同时将二者去除时iPS细胞将不能iPS细胞生成,因此c-Myc和Klf4在iPS细胞产生的过程中同样重要。c-Myc是在人类癌细胞中发现的卟啉-原癌基因,尽管c-Myc可以提高iPS细胞克隆形成率,但其构建的嵌合体小鼠约20%发生了肿瘤。所以如果将iPS细胞用于临床治疗, c-Myc基因的转入必须慎重。Klf4即是抑癌基因又是原癌基因,一方面可以促进ES细胞的自我更新,另一方面在体细胞中强制表达可抑制DNA的复制,阻滞细胞周期于G1/S期,因此它在细胞增殖和分化之间起开关作用。
iPS细胞同样具有自我更新和分化的全能性,从日本科学家Shinya Yamanaka于2006年第一次发现这一技术到现在,科学家已经成功从小鼠,大鼠,猕猴,猪和人的体细胞中诱导并获得iPS细胞,而且诱导技术也产生了巨大的革新,减少外源转录因子,使用非整合病毒,质粒法等等都能够产生iPS细胞,最近,有报道称利用纯蛋白的方法也可以获得iPS细胞。iPS技术具有巨大的潜在应用价值,利用iPS技术能够获得病人或者疾病特异的多能性干细胞,这样可以避免移植过程中的免疫排斥问题,也绕开了人类胚胎干细胞研究所带来的伦理问题。此外,掌握疾病特异性iPS细胞向相应疾病中的功能细胞定向诱导的技术方法,以此作为模型研究这些疾病的发病机制,利用以上疾病模型,对现有药物做出个体化的评估,并发现新的治疗靶点和筛选新的药物,将为这些重大性疾病的基础和临床研究开辟新的研究方法和技术平台。但是关于人类诱导多能干细胞的研究还处于起步阶段,所采用的供体细胞还仅仅局限在人包皮成纤维细胞,表皮细胞,毛囊细胞等少数细胞类型,更为棘手的是,这些细胞被重编程为iPS细胞所需要的时间比较长(16-35天),效率很低,这大大增加了在这个过程中细胞的变异风险。因此如何找到一种理想的人类体细胞来源是所有科学家都重点关注的问题。

ips细胞最近的应用方向是什么

6. Ips 是什么技术?


7. ips是什么意思

IPS是入侵防御系统,是电脑网络安全设施,是对防病毒软件和防火墙的补充。 入侵防御系统是一部能够监视网络或网络设备的网络资料传输行为的计算机网络安全设备,能够及时的中断、调整或隔离一些不正常或是具有伤害性的网络资料传输行为。随着电脑的广泛应用和网络的不断普及,来自网络内部和外部的危险和犯罪也日益增多。20年前,电脑病毒主要通过软盘传播。

扩展资料:
入侵预防系统也像入侵侦查系统一样,专门深入网络数据内部,查找它所认识的攻击代码特征,过滤有害数据流,丢弃有害数据包,并进行记载,以便事后分析。
除此之外,更重要的是,大多数入侵预防系统同时结合考虑应用程序或网络传输中的异常情况,来辅助识别入侵和攻击。比如,用户或用户程序违反安全条例、数据包在不应该出现的时段出现、作业系统或应用程序弱点的空子正在被利用等等现象。入侵预防系统虽然也考虑已知病毒特征,但是它并不仅仅依赖于已知病毒特征。

ips是什么意思

8. ips是什么意思

IPS是入侵防御系统,是电脑网络安全设施,是对防病毒软件和防火墙的补充。 入侵防御系统是一部能够监视网络或网络设备的网络资料传输行为的计算机网络安全设备,能够及时的中断、调整或隔离一些不正常或是具有伤害性的网络资料传输行为。随着电脑的广泛应用和网络的不断普及,来自网络内部和外部的危险和犯罪也日益增多。20年前,电脑病毒主要通过软盘传播。

扩展资料:
入侵预防系统也像入侵侦查系统一样,专门深入网络数据内部,查找它所认识的攻击代码特征,过滤有害数据流,丢弃有害数据包,并进行记载,以便事后分析。
除此之外,更重要的是,大多数入侵预防系统同时结合考虑应用程序或网络传输中的异常情况,来辅助识别入侵和攻击。比如,用户或用户程序违反安全条例、数据包在不应该出现的时段出现、作业系统或应用程序弱点的空子正在被利用等等现象。入侵预防系统虽然也考虑已知病毒特征,但是它并不仅仅依赖于已知病毒特征。