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几千年来，人们从未停止过对青春永驻，长生不老梦想的追求。1546年，画家卢卡斯·克拉纳赫画出了一幅展现人们这一梦想的画作———青春的泉水。当一群年老体衰的老人进入这泉水，趟过去，从右边登上岸时已经恢复了青春的模样。
德国画家 Lucas Cranach 的画作———青春的泉水 这等返老还童的神奇梦想真的有可能实现吗？答案是有可能！干细胞技术就是打开这扇门的钥匙！人的生命是由最薄弱的人体环节决定的。比如，很多人死于心脏病，这些病人的其他器官健康无损，可生命就此终了了，这是何等可惜。那我们是否可以像给汽车更换轮胎一样，给人也换个健康的器官呢？干细胞的研究目的就是为了解决其中的根本原理，将梦想变成现实，造福人类。
干细胞于1999年和2000年两度荣获《科学》杂志当年世界十大科学成就之首 干细胞 (stem cell)，“干”意指“起源”，就像树干一样可以长出树杈、树叶，并开花结果。医学上也称其为“万用细胞”，是因为它有两个重要特征：一是高度的自我更新或自我复制能力，二是能够分化成多种类型的成熟细胞。
干细胞原理的示意图 干细胞的家族非常庞大，根据发育的潜能，干细胞可以分为全能性干细胞、多能性干细胞、单能性干细胞。全能干细胞，顾名思义，具有分化成完整个体的分化能力，最出名的便是受精卵。而多能干细胞只能分化成构成个体的部分种类细胞，没有形成完整个体的能力，如造血干细胞可以分化出多种血细胞，但是不能分化出造血系统以外的其他细胞。单能干细胞的能力确实有受到限制，只能单一方向分化，形成一种终末细胞。 根据细胞的发育阶段，干细胞可以分为胚胎干细胞和成体干细胞。胚胎干细胞能被诱导分化成三胚层的任意细胞，也是真正意义上的“万用细胞”，但它不具有形成胚外组织（如胎盘）的能力。成体干细胞则具有有限的自我更新和分化能力，如间充质干细胞，在自身免疫性疾病以及各种替代治疗等方面具有广阔的临床应用前景。
干细胞家族思维导图 iPS技术的探索过程 2006年日本京都大学Shinya Yamanaka在世界著名学术杂志《细胞》上率先报道了诱导多能干细胞的研究。他把Oct3/4, Sox2, c-Myc和Klf4这四种转录因子基因克隆入病毒载体，然后引入小鼠成纤维细胞，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、分化能力等方面都与胚胎干细胞相似。
2012年诺贝尔生理学或医学奖授予英国医学教授约翰·格登和日本医学教授山中伸弥 胚胎干细胞能分化出具有明显的自发性活动特性的其他各类细胞。但现在无需人体胚胎，只需取得人体皮肤，培养皮肤细胞，筛选出其中的成纤维细胞，再通过诱导和重编程就能得到多功能干细胞，从而实现细胞命运的逆转，进一步可以分化出表皮细胞，肌肉细胞，血液细胞，干细胞，神经元细胞等。
iPS技术的简要思路 山中伸弥首先发现在肝脏中过表达APOBEC1可以使小鼠的血脂降下来，但是有个严重的副作用，就是会引发肝癌。后来他发现了名为 NAT1 (Novel APOBEC1 Target1) 的基因，并且NAT1 基因在胚胎干细胞中发挥着非常重要的作用。于是他尝试繁殖大量敲除NAT1基因的小鼠，出人意料的是，Nat1敲除后，纯合子小鼠在胚胎发育早期就死了，根本无法观察到成鼠是否得肿瘤。进一步研究发现，在体外敲除Nat1的胚胎干细胞无法像正常干细胞一样分化。山中伸弥对此产生疑惑，他决定反其道而行，开始尝试是否能实现细胞的逆分化——让分化的成体细胞变回多能干细胞。 第一步是找到尽可能多的、类似于Nat1的干性维持因子，从而鉴定出一系列的在胚胎干细胞特异表达的基因。山中伸弥初步找到Fbx15因子，虽然它不是维持胚胎干细胞的干性因子，但是Fbx15敲除鼠却提供了一个很好的筛选诱导干细胞的系统！
Fbx15筛选过程 除了拥有了Fbx15敲除鼠的筛选系统，根据已经公开的胚胎干细胞表达的基因数据库，山中伸弥积累了他鉴定的加上文献报道的24个维持因子。 在最开始的阶段，山中伸弥和他的学生高桥和利把这些候补基因一个一个地在皮肤中过表达，但是无论哪种情况，都没有出现胚胎干细胞的特征。他们虽感到沮丧，但是至少知道了单个的后补基因是无法制成胚胎干细胞的。 后来高桥和利大胆提出，决定把24个病毒混合起来同时感染细胞，然后用减法逐一筛选，经过这般培养，培养板上竟然出现了十几个诱导出来的多能干细胞，一个划时代的发现诞生了。 关键实验取得突破以后，高桥和利的任务便是每次去掉一个病毒，把剩下的23个病毒混合感染成体细胞，鉴别出哪一些因子是诱导干细胞所必需的。最后他鉴定出了四个明星因子：Oct3/4, Sox2, c-Myc,和 Klf4。这四个因子在成纤维细胞中过表达，就足以把它逆转为多能干细胞。他们通过一系列的指标，比如基因表达谱，分化潜能等，发现这些细胞在相当大的程度上与胚胎干细胞相似。
已有研究证明，皮肤细胞可以逆分化成胚胎干细胞
筛选鉴定出的四个因子 iPS技术的问世阶段 2006年，山中伸弥和高桥和利在世界著名学术杂志《细胞》上率先报道了这项iPS技术。
Generation of iPS Cells from MEF Cultures via 24 Factors 2007年，山中伸弥在人的细胞中同样实现了细胞命运的逆转，美国科学家James Thomson实验室也报道了自己的研究成果，宣布他们成功制造出人类iPS细胞。虽然两个团队使用不同的因子实现了他们的壮举，但4个因子中有2种是共同的，他们两人都已经迈出了关键的一步。 由此可见，独立且重复的试验，是对科学成果最权威的认可！
人的皮肤细胞也可以诱导成为iPS细胞 iPS技术遍地开花 多能诱导干细胞技术在再生医学上的运用，如用iPS细胞进行自体定制医疗。制作自己的皮肤、血液来源的iPS细胞，让其向目标细胞分化。因为是自体细胞，不会引起免疫排斥反应，但目前有不能应对急性病、创伤的缺点。
用iPS 细胞自体定制医疗 多能诱导干细胞技术也作为病理生理学和药理学工具，iPS细胞有很多可能的临床应用。人类iPS细胞不仅可以作为医用移植的来源，某些疾病患者来源的iPS细胞制成之后也可以用于病情分析、毒性试验、开发新药筛选等用途。与医疗应用必须确保彻底的安全性相对应，作为研究工具的iPS细胞追求的是均一性。
iPS细胞有可能的临床应用 结语 爱因斯坦曾指出：“科学的不朽荣誉，在于它通过对人类心灵的作用，克服了人们在自己面前和在自然面前的不安全感”。干细胞在我们时代的意义，就是让人们逐步战胜之前认为无法战胜的疾病，同时又在科学阶梯上，辅助着其他科学和技术的进步与发展，共同让科技达到更高的水平而克服人类的不安全感 |
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