自2006年發(fā)現(xiàn)誘導(dǎo)多能干細(xì)胞 (iPSC) 以來，一個(gè)龐大而蓬勃發(fā)展的研究產(chǎn)品市場已經(jīng)出現(xiàn)，這主要是因?yàn)檫@些細(xì)胞沒有爭議并且可以直接從成體細(xì)胞中生成。很明顯，iPSC代表了一個(gè)利潤豐厚的細(xì)分市場，因?yàn)槊磕晟虡I(yè)化這種細(xì)胞類型的方法都在擴(kuò)展，研究iPSC的臨床研究數(shù)量也在不斷增加。

iPSC的治療應(yīng)用也正在興起。

2013年，RIKEN啟動(dòng)了世界上第一個(gè)iPSC衍生細(xì)胞治療產(chǎn)品的研究，并于 2014年用iPS細(xì)胞衍生的視網(wǎng)膜片治療了第一位患者。

到2016年，Cynata Therapeutics啟動(dòng)了世界上第一個(gè)同種異體 iPSC 衍生細(xì)胞產(chǎn)品 (CYP-001) 的正式試驗(yàn)，用于治療GvHD。Cynata目前正在測試這些細(xì)胞在 GvHD、嚴(yán)重肢體缺血 (CLI) 和骨關(guān)節(jié)炎 (OA)治療中的應(yīng)用。

在美國，NIH已開展了iPSC衍生療法的美國首個(gè)臨床試驗(yàn)。該I/IIa期臨床試驗(yàn)將涉及12名患有晚期眼部地圖樣萎縮的患者。借助免疫療法領(lǐng)域的發(fā)展勢頭，F(xiàn)ate Therapeutics正在開發(fā)iPSC衍生的NK和CAR-T細(xì)胞候選產(chǎn)品。

日本也正在進(jìn)行大量研究，利用 iPSC 衍生的細(xì)胞療法治療帕金森病、心臟病、脊髓損傷和血小板生成。

您可以通過此鏈接查看正在開發(fā)iPSC衍生細(xì)胞療法的生物技術(shù)和制藥公司的完整列表。

2024年iPSC細(xì)胞應(yīng)用

雖然治療進(jìn)展令人興奮，但商業(yè)化iPS細(xì)胞的其他方法也呈指數(shù)級(jí)增長。如今，至少有13種不同的iPS細(xì)胞應(yīng)用，其中包括：

1. 研究產(chǎn)品

數(shù)十家市場競爭對(duì)手向全球科學(xué)家提供 iPSC 專用工具，包括人類 iPSC 系和分化細(xì)胞類型，以及優(yōu)化的試劑、方案、分化試劑盒等。

2. 藥物開發(fā)與發(fā)現(xiàn)

iPSC 有可能通過提供用于化合物識(shí)別、靶標(biāo)驗(yàn)證、化合物篩選和工具發(fā)現(xiàn)的生理相關(guān)細(xì)胞來改變藥物發(fā)現(xiàn)。

3. 細(xì)胞療法

人們正在探索將iPSC應(yīng)用于多種細(xì)胞治療中，以逆轉(zhuǎn)損傷或疾病。

4. 毒理學(xué)篩選

iPSC可用于毒理學(xué)篩選，即利用干細(xì)胞或其衍生物（組織特異性細(xì)胞）來評(píng)估活細(xì)胞內(nèi)化合物或藥物的安全性。

5.個(gè)性化醫(yī)療

使用CRISPR等技術(shù)，可以在多種細(xì)胞類型中精確、定向地創(chuàng)建敲除和敲入（包括單堿基改變）。將 iPSC 與基因組編輯技術(shù)相結(jié)合，為個(gè)性化醫(yī)療增添了新的維度。

6. 疾病建模

通過從患有相關(guān)疾病的患者體內(nèi)生成 iPSC，并將其分化為特定疾病的細(xì)胞，iPSC 可以有效地在“培養(yǎng)皿中”創(chuàng)建疾病模型。

7. 干細(xì)胞儲(chǔ)存

iPSC 庫為研究人員提供了使用來自健康和患病捐贈(zèng)者的 iPSC 衍生細(xì)胞類型研究多種病癥的機(jī)會(huì)。

8.組織工程

iPSC 可以接種到由生物相容性材料制成的支架上。這些支架模擬目標(biāo)組織的結(jié)構(gòu)和特性，可以為細(xì)胞生長和分化提供支持性環(huán)境。

9. 類器官生產(chǎn)

iPS 細(xì)胞可以自我組裝成三維結(jié)構(gòu)，即所謂的類器官，這種結(jié)構(gòu)可以模擬器官的結(jié)構(gòu)和功能。類器官可用于研究器官發(fā)育、疾病建模和藥物測試。

10.基因編輯

可以使用CRISPR-Cas9等技術(shù)對(duì)iPS細(xì)胞進(jìn)行基因改造，以糾正致病突變或引入特定的基因變化。這些經(jīng)過編輯的iPS細(xì)胞隨后可以分化為所需的細(xì)胞類型，用于移植或疾病建模。

11. 培養(yǎng)肉（“清潔”）生產(chǎn)

iPSC被用于清潔肉類生產(chǎn)，作為實(shí)驗(yàn)室培育肉類的細(xì)胞基礎(chǔ)。具體來說，源自動(dòng)物的 iPSC 可以分化成各種細(xì)胞類型，包括肌肉細(xì)胞 (肌細(xì)胞) 和脂肪細(xì)胞 (脂肪細(xì)胞)?？茖W(xué)家使用這些細(xì)胞來培育培養(yǎng)肉產(chǎn)品，而無需飼養(yǎng)和屠宰動(dòng)物。例如，Meatable是一家初創(chuàng)公司，它使用豬和牛的iPSC來制造實(shí)驗(yàn)室培育的肉產(chǎn)品。

12. 3D生物打印

可以將 iPSC 定向分化為特定類型的細(xì)胞，例如皮膚、心臟或肝細(xì)胞，然后將其整合到生物墨水中用于 3D 打印應(yīng)用。特別是，人們正在探索 iPSC 衍生的皮膚細(xì)胞在傷口閉合和治療方面的應(yīng)用。

13. 野生動(dòng)物保護(hù)和復(fù)活滅絕物種項(xiàng)目

iPSC的其他新應(yīng)用包括野生動(dòng)物保護(hù)和復(fù)活滅絕物種項(xiàng)目。例如，Colossal Biosciences公司正在使用 iPSC 技術(shù)探索復(fù)活猛犸象滅絕物種的可能性。他們的長期目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)猛犸象完全子宮外妊娠。目前，該公司正在致力于生成大象衍生的iPSC，作為“概念驗(yàn)證”。

什么使得iPSC比其他細(xì)胞類型更具吸引力？

有幾個(gè)令人信服的理由使得 iPSC 比其他細(xì)胞類型更具吸引力。這些優(yōu)勢包括iPSC：

• 可以幾乎無限量地生產(chǎn)
• 有可能以單一捐贈(zèng)者為單位以統(tǒng)一的批次生產(chǎn)，并且成本低廉
• 沒有爭議
• 可以來自任何成人捐贈(zèng)者
• 應(yīng)用范圍廣泛，包括細(xì)胞治療應(yīng)用、個(gè)性化醫(yī)療、藥物開發(fā)和發(fā)現(xiàn)、毒理學(xué)測試、疾病建模、培養(yǎng)肉生產(chǎn)等。

有趣的是，近年來，在工業(yè)規(guī)模生物反應(yīng)器中大規(guī)模生產(chǎn)和分化iPSC的技術(shù)也取得了迅速發(fā)展，TreeFrog Therapeutics 和 Cynata Therapeutics 等公司成為該領(lǐng)域的先驅(qū)。

為什么制藥和生物技術(shù)公司使用iPSC？

如上所述，細(xì)胞療法開發(fā)人員在研究中使用 iPSC，因?yàn)?iPSC 衍生的細(xì)胞類型可以無限量、均勻地批量生產(chǎn)，來自單個(gè)供體，而且成本低廉。這是一個(gè)強(qiáng)大而罕見的優(yōu)勢組合，將有可能使細(xì)胞療法開發(fā)人員利用規(guī)模經(jīng)濟(jì)。

使用 iPSC 衍生細(xì)胞類型進(jìn)行治療應(yīng)用的公司包括Cynata Therapeutics、Fate Therapeutics、拜耳（2019年收購了 Bluerock Therapeutics）、Century Therapeutics 以及其他60多家公司，您可以在此查看列表。

在制藥行業(yè)，藥物開發(fā)公司使用 iPSC 大規(guī)模、低成本地篩選潛在藥物化合物，以確定其療效。他們還使用 iPSC 衍生的細(xì)胞類型在早期檢測藥物毒性和細(xì)胞副作用。

此外，與動(dòng)物研究相比，制藥公司使用 iPSC 衍生細(xì)胞類型來降低成本。值得慶幸的是，2022 年 12 月 29 日通過的美國 FDA 現(xiàn)代化法案 2.0 現(xiàn)在允許制藥公司用人類細(xì)胞、類器官和 AI 輔助方法取代某些動(dòng)物模型。因此，許多主要藥物開發(fā)商現(xiàn)在使用 iPSC 衍生細(xì)胞類型進(jìn)行各種藥物開發(fā)應(yīng)用。公開使用 iPSC 衍生細(xì)胞類型進(jìn)行藥物開發(fā)應(yīng)用的制藥公司包括拜耳、Evotec 和武田制藥等。

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