hiPSC：人类诱导多能干细胞的培养与应用

人类诱导多能干细胞（hiPSC）是一类通过基因编辑技术（如CRISPR-Cas9）对已经高度分化的人体细胞进行重新逆分化得到的多能性干细胞。这类细胞具有自我更新和分化成多种细胞类型的能力，为科学家在疾病模型构建、药物筛选及再生医学等领域提供了强大的工具。

hiPSC的培养方法

hiPSC的培养过程复杂且需要精细操作，但现代技术的发展已经大大简化了这一过程。以下是hiPSC培养的基本步骤：

试剂准备：首先，需要配制hESC/iPSC培养基，并准备Matrigel铺板，为细胞提供一个适宜的生长环境。

细胞复苏：将冷冻的hiPSC细胞在37℃水浴锅中解冻，然后移入含有培养基的离心管中，离心去除上清液后，用新鲜培养基重悬细胞，接种到Matrigel包被的培养板上。

细胞培养：将接种好的细胞置于37℃、5% CO2的培养箱中培养，每天更换新鲜培养基，并根据细胞生长情况调整培养基体积。

细胞传代：当细胞汇合度达到85%左右时，需要进行传代操作。使用特定的消化液将细胞从培养板上分离下来，重悬后按一定比例接种到新的培养板上。

细胞冻存：对于暂时不需要使用的细胞，可以将其冻存起来以备后用。

实验应用

hiPSC在多种实验研究中发挥着重要作用，以下是几个典型的例子：

疾病模型构建：通过基因编辑技术，可以在hiPSC中引入特定的基因突变，从而构建出与某种疾病相关的细胞模型。这些模型可以用于研究疾病的发病机制、评估治疗效果等。

药物筛选：利用hiPSC分化出的特定细胞类型，可以模拟药物在人体内的作用过程，从而筛选出具有潜在疗效的药物。这种方法可以大大缩短药物研发周期，降低研发成本。

再生医学：hiPSC具有分化成多种细胞类型的能力，因此在再生医学领域具有广阔的应用前景。通过诱导hiPSC分化成特定类型的细胞，可以用于修复受损组织或器官，实现疾病的治愈。

具体实验案例

以研究非典型甲状腺激素信号传导为例，研究人员利用CRISPR-Cas9技术构建了THRB基因突变的hiPSC细胞系。这些细胞系可以用于研究THRB信号通路的激活作用，以及这种作用在甲状腺激素生理效应中的贡献。通过这种方法，研究人员可以深入了解甲状腺激素信号传导的分子机制，为相关疾病的治疗提供新的思路。

此外，研究人员还利用hiPSC构建了BAX/BAK双敲除的细胞系，用于研究脑缺血等细胞凋亡相关疾病的发病机制与治疗干预机制。这些细胞系具有典型的形态和未分化状态的标记，并且已经通过基因技术验证了BAX/BAK基因的敲除效果。

结论

hiPSC作为一类具有广泛应用前景的多能性干细胞，在疾病模型构建、药物筛选及再生医学等领域发挥着重要作用。随着技术的不断进步和完善，hiPSC的培养和应用将更加简便和高效，为科学研究和临床治疗带来更多的可能性。