美国《科学》杂志12月19日评出了2008年度十大科学突破，细胞再编程被评为第一位。这是始于2006年的一项开拓性发现，2007年也被选入《科学》杂志评选的十大科学进展的第二位。由此可见，细胞再编程在过去两年里受到科学界的极大关注。
细胞再编程指的是分化的细胞在特定的条件下被逆转恢复到全能状态的过程，1997年克隆多利羊就是利用了细胞再编程技术，从那时起，应用体细胞克隆技术解决人类重大疾病问题就成了科学家追求的梦想。1998年，美国汤姆森研究小组成功建立人体胚胎干细胞，这类细胞具有体外培养无限增殖、自我更新和多向分化的特性。人体胚胎干细胞系的建立有望为细胞治疗、修复器官损伤提供重要细胞来源。但是移植这类异体的细胞，患者会产生免疫排斥反应。为了解决免疫排斥，借助核移植技术，科学家们提出了“治疗性克隆”的技术方案。治疗性克隆技术是将病人体细胞核移植到去核的人卵母细胞中，通过早期囊胚制备病人个体特异的胚胎干细胞，进一步在体外诱导分化产生有特定功能的细胞用于病人的治疗。治疗性克隆技术可以解决细胞治疗的异体排斥问题。然而，这一技术受到人卵来源的限制，而且需要利用人的早期胚胎，受到伦理上的一定限制。如何将人的成体细胞直接诱导成为胚胎干细胞性质的多潜能性干细胞，就成了一个重要的科学问题。
2006年8月，日本京都大学的山中伸弥教授利用四种基因oct3/4、sox2、c-myc、klf4，通过逆转录病毒载体转染诱导小鼠成体细胞,使其发生再编程，获得形态与功能和胚胎干细胞相似的“诱导多潜能干细胞”(iPS细胞)。这一重大科学突破震动了整个科学界。紧接着2007年11月，山中伸弥的研究小组和美国汤姆森及俞君英的研究小组分别成功地将人体皮肤细胞重新编成和胚胎干细胞相似的iPS细胞。这一里程碑式的工作对再生医学领域产生了革命性的影响。
2008年，iPS技术发展非常迅速，科学家进一步改进和完善了这一技术。为了避免逆转录病毒载体导致的致癌风险，山中伸弥的研究小组利用质粒代替逆转录病毒载体转导基因，成功制备出非病毒整合的鼠的iPS细胞。与此同时哈佛大学康拉德·霍克林格的实验室利用非整合的腺病毒做载体，也成功制备出非病毒整合的鼠的iPS细胞。另一方面，哈佛大学凯文·艾根的研究小组从一位82岁的肌萎缩性脊髓侧索硬化症（一种退化性疾病，袭击运动神经元，造成逐渐瘫痪）的女患者身上提取皮肤细胞，通过iPS技术诱导成多潜能干细胞，再诱导分化成运动神经元，为这类疾病提供了体外研究的模型。最近，美国威斯康辛大学麦迪逊分校的克利夫·斯万森实验室使用一个患有脊髓性肌萎缩症（SMA）儿童的皮肤细胞，诱导出了iPS细胞，利用这些iPS细胞培育出包含导致SMA疾病
遗传缺陷的运动神经细胞。此外，哈佛大学乔治·戴雷的实验室也将十种疾病（包括帕金森症，Ⅰ型
糖尿病等）的患者的体细胞诱导成iPS。这些研究将有助于体外研究细胞病变的发生机理，为疾病治疗和药物的研发提供非常有用的工具。
细胞再编程技术为再生医学提供了新的希望和诱人的前景。虽然iPS技术日渐成熟，但是在短期内仍不能应用于治疗疾病，依旧需要大量的努力去克服重重困难。目前，非病毒整合的人的iPS细胞尚未被报道。为了将iPS技术今后应用于
临床治疗，还必须探索出更为高效、稳定的非病毒整合的人体细胞再编程技术。此外，还需要建立高效的诱导iPS细胞在体外分化产生有特定功能细胞的技术体系。2008年，国际干细胞研究协会也制定了干细胞技术应用于临床的标准和指导原则，将干细胞的临床应用进一步规范化。相信经过科学家们的不断努力与探索，利用细胞再编程技术治疗人类疾病有可能最终成为现实。
（作者为北京大学生命科学学院教授）
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