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干细胞是人体及其各种组织细胞的最初来源，它们是一类未分化细胞，具有持久或终身自我更新能力（产生与自身相同的子代细胞），以及多向分化潜能（分化成不同细胞类型）。因此，它们在细胞分化和个体发育中起着关键和决定性作用。
在个体发育不同阶段的不同组织中均存在干细胞，随着发育过程的延伸，干细胞的数量和分化潜能均逐渐降低。为确保自我更新能力的维持，干细胞以两种方式进行分裂。对称分裂产生两个完全相同的子代细胞，均具有干细胞特性；不对称分裂产生一个干细胞和一个具有有限自我更新能力的前体细胞。干细胞是自我复制还是分化为功能细胞，除取决于细胞本身的特性外，还依赖于其所处的特定微环境，包括干细胞与其周围细胞，干细胞与细胞外基质以及干细胞与各种可溶性因子的相互作用。当干细胞离开微环境或不再接受微环境中特定信号的刺激，干细胞将走向分化。
按分化潜能的大小，干细胞可以分为：全能干细胞（totipotent stem cells），三胚层多能干细胞（pluripotent stem cells），单胚层多能干细胞（multipotent stem cells）以及单能干细胞（monopotent stem cells）。干细胞最终形成特化细胞类型的过程称为终末分化（terminal differentiation）。根据来源不同，干细胞又分为胚胎干细胞（embryonic stem cells，ESCs）和成体干细胞（adult stem cells，ASCs）。此外，成人组织细胞在体外经基因重编程获得的诱导性多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSCs）成为近年来备受瞩目的干细胞新来源。
全能干细胞指能够产生包括滋养外胚层谱系在内的所有细胞类型的细胞，其能发育为一个完整的个体。在哺乳动物中，受精卵以及胚胎早期卵裂至桑葚胚期的每个卵裂球均具有发育的全能性。这些卵裂球同受精卵一样，提取这些细胞中的任何一个置于子宫内都可以发育成为一个完整的个体。当受精卵发育到囊胚阶段时，部分细胞的发育潜能受限，胚胎的外层细胞分化形成滋养外胚层，而内部的内细胞团（inner cell mass，ICM）细胞，经体外分离培养即为ESCs。ESCs能够产生所有的体细胞谱系，但极少参与滋养外胚层，胚外内胚层或胚外中胚层的形成，将其置于子宫内，已不能发育形成一个完整的个体，故将其归类为三胚层多能干细胞，有学者认为用“亚全能性”来描述ESCs的分化潜能可能更为确切。单胚层多能干细胞隶属于特定的胚层，例如骨髓造血干细胞（hematopoietic stem cells，HSCs），可以分化成红细胞、粒细胞、巨核细胞、淋巴细胞等多种类型细胞；来源于中胚层的间充质干细胞（mesenchymal stem cells，MSCs）也是单胚层多能干细胞的一个典型代表，尽管其具有多向分化潜能，但比ESCs要狭窄得多，其能够分化的细胞谱系受到限制，更倾向于分化为中胚层来源的组织细胞，例如分化为骨、软骨和脂肪组织等。单能干细胞是只能分化为单一类型细胞的干细胞，例如表皮干细胞只能分化为角化表皮细胞。
1981年，英国和美国的两个研究团队先后从小鼠的囊胚分离获得多能干细胞，并首次冠以“胚胎干细胞”这一名称。小鼠胚胎干细胞具有向三个胚层分化的潜能，植入囊胚后，参与正常的胚胎发育和器官的形成，在特定条件下还能发育成正常的小鼠。这项研究为基因打靶技术的建立打下基础，开创了哺乳动物功能基因组学研究的新途径。1998年，由美国威斯康星大学（University of Wisconsin）的Thomson研究组利用体外受精的人胚胎囊胚分离ICM细胞，成功建立人胚胎干细胞（human embryonic stem cells，hESCs）系（图6-2），并证实这些细胞能够在体外成功地进行增殖并保持未分化状态。hESCs成功建系极大地推动了细胞分化，特别是人类细胞分化机制研究的发展，也掀起了ESCs研究的热潮，成为干细胞研究史上具有里程碑意义的一个重要事件。
图6-2 胚胎干细胞提取示意图
引自步宏，李一雷.病理学［M］.9版.北京：人民卫生出版社，2018。
hESCs来源于人胚胎发育早期囊胚（受精后约5~7天）内的ICM细胞，具有无限自我复制的能力，是最原始的干细胞，能够形成包括生殖细胞在内的所有成体细胞类型。囊胚含有约50~150个细胞，其结构为：外表是一层扁平细胞，称为滋养层，可发育成胚胎的支持组织如胎盘等。中心的腔称囊胚腔，腔内一侧的细胞群，称ICM细胞，这些未分化的细胞可进一步分裂、分化，与滋养层细胞一起发育成个体。ICM细胞在形成内、中、外三个胚层时开始分化，每个胚层将分别分化形成人体的各种组织和器官。外胚层分化为皮肤、眼睛和神经系统等，中胚层形成骨骼、血液和肌肉等组织，内胚层分化为肝、肺和肠等。
因其巨大的可塑性和无限的自我更新能力，ESCs治疗一度被视为组织损伤和疾病组织替代治疗的希望。ESCs在人类多种疾病中具有广阔的应用前景，如血液和免疫系统相关的遗传性疾病、癌症、1型糖尿病、帕金森病、失明及髓索损伤等。此外，ESCs还可用于人类早期发育研究，遗传性疾病以及体外毒理学实验。
目前针对ESCs的研究主要集中在诱导ESCs分化为不同的细胞类型以用于细胞替代治疗（cell replacement therapy，CRT）。迄今为止，一些细胞类型已经成功诱导分化，如心肌细胞、神经元、肝细胞、骨髓细胞、胰岛细胞、内皮细胞以及自然杀伤细胞（natural killer cell，简称NK细胞）等。
ESCs最诱人的应用前景是生产组织和细胞，用于“细胞疗法”，为细胞移植提供无免疫原性的材料。任何涉及丧失正常细胞的疾病，都可以通过移植由ESCs分化而来的特异组织细胞来治疗。如用神经细胞治疗神经退行性疾病，用胰岛细胞治疗糖尿病，用心肌细胞修复坏死的心肌等。ESCs还是基因治疗最理想的靶细胞。即将遗传改造过的人体细胞直接移植或输入患者体内，达到控制和治愈疾病的目的。这种遗传改造包括纠正患者体内存在的基因突变，或使所需基因信息传递到某些特定类型细胞。
hESCs的获取主要来自早期发育的囊胚，分离囊胚或内细胞团意味着胚胎的破坏，因此面临着伦理方面的争议。除此之外，hESCs的研究还面临着许多难题，诸如：供体卵母细胞的来源困难、免疫排斥反应、hESCs具有成瘤性，体外保持ESCs全能性的条件复杂，在体外发育分化为完整的器官目前也难以做到。ESCs治疗性体内移植的一个主要风险是它们在体内形成包括畸胎瘤在内的肿瘤。增强ESCs临床应用安全性的一个主要策略是将其分化为特定的细胞类型，如神经元、肌组织、肝细胞等，从而减小或排除其形成肿瘤的可能性。近年来，随着iPSCs的问世，科学家发现它们与ESCs具有高度的相似性。iPSCs使无胚胎产生多能干细胞成为可能，避免了ESCs应用的伦理学争议，使应用患病个体特异性干细胞进行细胞替代治疗成为可能。
成体干细胞（ASCs）是一群存在于已分化（或特化）的组织中，具有潜在的自我更新和向特定类型细胞分化的细胞。ASCs存在于机体的各种组织器官中，包括骨髓、牙髓、脑、肌肉、皮肤、消化道、角膜、视网膜、肝脏和胰腺等。
正常成人体内的ASCs处于静止状态，当组织疾病或损伤时进入细胞周期，开始活跃地增殖并在局部微环境刺激下向某种类型细胞分化，发挥组织修复和再生功能。研究者利用ASCs的这些特性，建立了一系列体外分离、纯化、扩增和诱导分化等理论和技术，这些研究一方面为深入探讨ASCs的生物学特性提供理论依据，也为其在组织损伤后再生修复中的应用提供良好的种子细胞来源。ASCs治疗既避免了ESCs应用所面临的胚胎破坏问题，同时由于其可以取自自体，也避免了移植排斥反应的问题，因此越来越受到研究者的青睐。
ASCs与ESCs一样，具有自我更新的能力，并可在适宜条件下分化成特殊形态和特定功能的细胞，但两者存在着许多不同。①来源不同，如前所述，ESCs的起源清楚，来源于人胚胎发育早期囊胚内的ICM细胞；而ASCs的来源至今尚无定论；②ESCs和ASCs的增殖能力有明显的差别，前者可无限增殖，后者具有有限的增殖能力；③就分化潜能而言，ESCs为全能干细胞或三胚层多能干细胞，而ASCs多为单胚层多能干细胞或单能干细胞。某些类型的ASCs具有一定的多能性，即一个来源的ASCs能够产生与其起源相似的多个细胞类型，如间充质干细胞可分化为骨、软骨、脂肪、造血基质等多种组织，神经干细胞可分化为神经元和神经胶质细胞。而单能ASCs则只限于分化为单一细胞类型，并且具有组织特异性。
近年来的研究提示ASCs具有分化为不同胚层来源细胞的能力。例如，外胚层来源的脑源性神经干细胞（neural stem cells，NSCs），能够分化为内胚层、中胚层和外胚层组织。中胚层来源的骨髓源性干细胞，能够分化成来源于内胚层和外胚层的肝、肺、消化管和皮肤。这一现象被定义为干细胞的转分化（transdifferentiation）或可塑性（plasticity）。干细胞可塑性的发现动摇了早先关于发育的胚层限制性理论，ASCs可塑性现象的发现使人们对应用ASCs进行细胞再生治疗以替代因损伤或疾病导致的组织缺损充满希望。然而迄今为止该现象的发生机制尚不清楚，有研究对ASCs的可塑性质疑。目前还未有实验结果证明，ASCs可产生体内所有类型的细胞。但ASCs可塑性的提出，如同胚胎干细胞系的建立一样，成为干细胞研究历史上的又一里程碑。
组织微环境是维持干细胞自我更新及避免分化的特定三维空间结构。在成体组织内，微环境的一个重要特点是维持ASCs静止和活动的动态平衡。ASCs微环境的共同特点可概括为：①ASCs微环境由干细胞所定居的特异组织内的细胞组成，不同组织内的ASCs微环境拥有相对保守的成分；②ASCs微环境的主要功能之一是锚定干细胞；③微环境内的细胞可产生调控干细胞命运的信号，并通过对干细胞染色体的修饰和重构而起作用。某些类型的ASCs可向体内损伤甚至远离其发源地的部位迁移，成为它们的前体细胞并最终在微环境的刺激作用下分化为终末细胞。例如，在脑损伤动物模型内的NSCs可向颅内病变部位迁移，成为该组织的前体细胞，并分化为神经细胞。ASCs何以离开原来的微环境向损伤部位迁移，进而锚定在该部位并在新的微环境作用下发生分化，尚有待深入的研究证实。
ASCs的来源至今尚无定论。目前有两种说法：一种认为ASCs是个体发育中残留下来的胚胎性干细胞；另一种认为是ASCs在特殊情况下（如外伤），经过重新编程后形成。ASCs按照分化潜能的不同可分为多能性ASCs和单能性ASCs。多能性ASCs在体内占据极少的数量，主要存在于骨髓、脐带血和脂肪组织中。当组织损伤后，骨髓内的干细胞和组织内的干细胞进入损伤部位，进一步分化成熟，修复受损组织的结构和功能。以下介绍常见的干细胞类型及其在组织损伤修复和细胞再生中的作用（表6-1）。
表6-1 人类成体干细胞及其主要分化方向
（1）造血干细胞（hematopoietic stem cells，HSCs）：
存在于骨髓，能够产生所有类型的血细胞。HSCs是目前研究得最为清楚、应用最为成熟的ASCs。1961年，McCulloch与Till首先证实HSCs的存在，从而开启了干细胞生物学的新纪元。最早的干细胞治疗始于骨髓移植，从20世纪60年代开始的实验性治疗，到70年代异体骨髓移植已经在治疗血液系统疾病中得到了广泛应用。但是因为配型困难，骨髓资源稀缺，真正能够得到救助的患者仅占少数；至80年代开始出现了自体造血干细胞移植的研究，虽然其复发率较异体移植高，但不存在配型和骨髓来源问题，因此得到了广泛的应用。自体骨髓HSCs移植不仅可应用于造血系统疾病的治疗，还可应用于自身免疫性疾病、代谢性疾病、先天缺陷性疾病及肿瘤等多种疾病的治疗，在再生医学的临床应用中具有重要地位。HSCs被认为是整个干细胞生物学和再生医学的主要奠基学科之一，除巨大的治疗价值外，HSCs的研究也为认识其他ASCs提供了重要基础和范式，许多干细胞理论和技术都来源于对HSCs的研究。
（2）间充质干细胞（mesenchymal stem cells，MSCs）：
来源于发育早期的中胚层和外胚层，存在于基质中，是一类具有自我复制能力和多向分化潜能的ASCs。起初认为此种细胞仅存在于骨髓，然而近几年发现，MSCs还可来源于其他组织，迄今为止已经从骨髓、胎盘、脂肪组织、肺、血液、羊水、脐带胶质（Wharton jelly）、牙髓和牙周膜的周围基质等组织中分离获得MSCs。
MSCs具有多向分化特性，在适当的条件下，可分化为骨、软骨、肌细胞、神经、血管和血细胞等多种组织（图6-3）。因此被认为是组织工程和基因工程重要的种子细胞，备受临床治疗学研究者的青睐。此外MSCs还具有归巢现象，在体内植入的MSCs可以在损伤组织微环境的作用下，迁移定位并分化为相应的组织细胞。因此成为外源基因导入和表达的良好靶细胞，更是细胞基因治疗的首选载体。
图6-3 骨髓间充质干细胞分化模式图
引自步宏，李一雷.病理学［M］.9版.北京：人民卫生出版社，2018。
（3）脐带血干细胞（cord blood stem cell，CBSCs）：
是多潜能ASCs，具有胚胎和造血干细胞的特性。表型分析证实CB-SCs具有胚胎细胞的表面标志，八聚体结合转录因子4（octamer-binding transcription factor，Oct4），同源核转录因子Nanog，阶段特异性胚胎抗原3（stage-specific embryonic antigen-3，SSEA-3），阶段特异性胚胎抗原4（stagespecific embryonic antigen-4，SSEA-4）以及CD45；而不表达血细胞标志，如CD1a，CD3，CD4，CD8，CD11b，CD11c等。此外，CB-SCs具有分化潜能大、增殖能力强、免疫原性低、取材方便、无道德伦理问题的限制、易于工业化制备等优势，在不同诱导剂刺激下具有向三个胚层分化的能力。CB-SCs另一重要优势是具有免疫调节功能，因此成为治疗自身免疫性疾病的一个首选靶细胞；同MSCs的归巢能力相似，研究者通过动物实验证实CB-SCs经静脉注射后，能够迁移至受损脑组织部位，并使受损的神经功能明显改善。因此，CB-SCs成为干细胞治疗研究的一个理想来源，目前研究者已经应用自体CB-SCs进行儿童脑瘫以及自身免疫性1型糖尿病的治疗性实验研究。
（4）神经干细胞（neural stem cells，NSCs）：
随着研究者在成年大鼠中获得了神经元具有再生能力的有力证据，成年脑组织中NSCs的存在也得到了证实。灵长类成熟脑组织中存在干细胞于1967年被首次提出，此后相继被证实在成年小鼠，乃至包括人类在内的灵长类动物中都有新神经元的再生。通常情况下，人脑内神经元的再生被限制在两个区域内，位于侧脑室的室管膜下区和海马结构的齿状回。在某些特定情况下，如缺血所致的脑组织破坏，神经再生也可以在包括大脑皮质在内的其他部位诱导产生。体外培养的NSCs被称为神经球，这些由干细胞聚集形成的神经球能够在体外复制，并能分化为神经元和神经胶质细胞。
（5）肝脏干细胞：
来源于两条途径，一是肝组织外，如骨髓和血液中，是肝卵圆细胞的来源；二是肝组织内处于休眠期的肝干细胞。由于肝干细胞本身缺乏特异性标记物，主要通过肝干细胞的分化潜能对其做进一步的鉴定。如双潜能的肝干细胞可分化为肝细胞和胆管上皮细胞，它能同时表达肝细胞和胆管上皮细胞的标记物，因此可利用它们的特异性抗体对肝干细胞进行鉴定。肝脏干细胞体外培养已获得成功，研究人员发现Wnt信号通路诱导的Lgr5表达不仅可以标记肝脏中的干细胞生成，还可以确定一种在肝损伤时变得活跃的干细胞。利用三维培养系统使Lgr5阳性干细胞长期克隆扩增转化为可移植的组织体，保留了许多原始上皮结构的特点。培养液中的重要组成部分为Wnt激动剂R脊椎蛋白同源物（RSPO1），是Lgr5的配体。这种克隆类器官可以在体外诱导分化，并生成完全功能的肝细胞后移植到患病模型小鼠，具有一定的治疗效果。上述研究为大规模扩增肝细胞以满足临床治疗的需要提供了新思路。
（6）肠上皮干细胞：
定位于肠上皮基底部（肠隐窝）干细胞龛（stem cell niche）周围，称为利贝昆氏腺。具有持续分裂的能力，通过一系列复杂的基因程序不断地产生上皮细胞被覆在小肠和大肠的表面。肠干细胞同样成为肠癌的一个潜在来源。已有研究者从人肠道组织中成功分离出肠干细胞，这一发现为科学家们探索新的策略来治疗炎性肠病或缓解因化学治疗和放射治疗经常导致肠道损伤而带来的副作用提供了新的途径和资源。
1996年通过体细胞核移植（somatic cell nuclear transfer，SCNT）技术获得了克隆羊多莉，这项研究证明了已经高度分化的哺乳动物细胞（乳腺细胞）核，可以在去核卵细胞内去分化重编程至多能性状态，这种多能性的细胞在一定条件下能发育成为一个完整的个体。由于采用SCNT技术得到的细胞在体外可以发育成囊胚，而囊胚阶段的ICM细胞具有分化的全能性，这一成果让科学家们发现了SCNT技术在临床上的巨大应用前景。此后，科学家们又发现通过与ESCs融合也可以使分化的体细胞重编程为ESCs样细胞。这些实验结果都证明在未受精的卵母细胞和ESCs中存在某些因子使体细胞重编程，而赋予体细胞全能性或者多能性，这些因子对于维持ESCs的特性具有重要作用，对这一现象的进一步研究以及对ESCs基因表达调控和信号通路的深入研究开启了人类体细胞转变为干细胞的新思路，最终引发了生物医学领域的革命iPSCs的产生，这一成果具有里程碑的意义，并迅速成为近年来生物学研究最为活跃的研究领域。
个体发育过程中，所有组织细胞遗传物质的同质性与细胞形态结构功能的异质性显示出表观遗传修饰在基因时空表达调控方面具有重要的作用，同时也进一步促使人们“擦除”表观遗传修饰即重编程的尝试。体细胞重编程（reprogramming）是指分化成熟的体细胞由分化状态逆转为未分化状态而恢复多能性的分化潜能或形成ESCs系，或进一步发育成一个全新个体的过程。细胞重编程主要发生在表观遗传水平上，是不涉及基因组DNA序列改变的基因表达水平的变化，主要包括：DNA甲基化、组蛋白乙酰化、印记基因表达、端粒长度恢复、X染色体失活等。判断体细胞重编程的成功与否有两个标准，一是能否获得多能干细胞系，并在体内外证明其能够分化成三个胚层的组织细胞；二是能否通过重编程首先获得全能性的细胞，即早期胚胎，然后进一步发育成全部的组织和细胞，包括胚胎和胚外的组织和细胞，而要完成这一标准，只能通过核移植。对体细胞重编程的机制进行探讨或应用于细胞治疗达到第一个标准即可，而在优良家畜繁殖、转基因家畜的制备、宠物的克隆以及动物保护等应用领域则需要通过核移植的方法获得克隆动物。
iPSCs的产生最先开始于2006年，日本京都大学Yamanaka研究小组采用体外基因转染技术，从24个因子中筛选出4个转录因子Oct4、Sox2、c-Myc及KLF4，命名为Yamanaka因子，通过逆转录病毒将Yamanaka因子导入小鼠成纤维细胞中，在小鼠ESCs培养条件下获得了Fbx15 + 的多能干细胞系，该细胞系在细胞形态、生长特性、表面标志物、形成畸胎瘤等方面与小鼠ESCs非常相似，而在基因表达谱、DNA甲基化方式及形成嵌合体动物方面却不同于小鼠ESCs。2007年，Yamanaka研究小组进一步用Nanog代替Fbx15进行筛选，得到了Nanog + 的iPSCs系，该iPSCs系在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小鼠ESCs几乎完全相同。同年，iPSCs技术在人类体细胞中得以应用，威斯康星大学Thomson研究小组在14个候选基因中选择了 Oct4 ， Sox2 ， Nanog ， Lin28 等4个基因（Thomson因子），通过慢病毒载体成功诱导胎儿成纤维细胞转化为具有hESCs基本特征的人类iPSCs。iPSCs在形态学、干细胞标志物表达、表观遗传学、基因表达谱以及细胞分化潜能方面与ESCs极其相似。这一新的突破在理论上首次证实了人类已分化成熟的体细胞可以被重编程转化为ESCs-like细胞，使得在不用胚胎或卵母细胞的前提下制备用于疾病研究或治疗的多能干细胞成为可能，并且在应用上成功地避开了长期以来争论不休的伦理问题，突破了核移植技术缺乏卵母细胞的窘境，为获得患者自身遗传背景的ESCs样细胞增加了一个新途径，成为干细胞研究领域新的里程碑和重要研究方向。
继成纤维细胞重编程成功之后，小鼠、人以及其他物种的多种细胞成功重编程诱导获得iPSCs。不同的细胞类型对重编程过程有不同的影响，表现在重编程的效率，动力学过程以及多能性因子导入的难易程度不同。例如，在重编程小鼠胃细胞和肝细胞的过程中，激活ESCs特异基因 Fbx15 的速度要比重编程成纤维细胞快很多，而且病毒整合位点很少；人的角质形成细胞（keratinocyte）比人的成纤维细胞重编程更快且具有更高的重编程效率。2014年，吉林大学李玉林研究团队应用人毛囊源性MSCs重编程为iPSCs获得成果，因毛囊干细胞取材方便、来源充分、安全无创等诸多优势，成为iPSCs颇有前景的新细胞源。
iPSCs从一经问世就引起了整个生命科学领域的轰动，最根本原因在于，其在理论上可以成为备受争议却具有广阔研究前景的ESCs的完美替代物，这意味着科学家们已克服了因伦理问题不能采用ESCs进行细胞治疗的瓶颈，使得再生医学离临床又近了一步，并且其可以产生个体或病症特异的多能干细胞，避免了免疫排斥的困扰，使应用干细胞的个体化治疗成为可能。尽管目前iPSCs研究存诸多问题，利用iPSCs进行的一些诱导分化与疾病治疗性研究工作的突破性进展依然值得关注，这些研究为细胞替代治疗所需的供体细胞来源以及组织工程种子细胞来源提供了新的思路。
日本科学家报道了他们构建成功的人源性肝芽（liver buds，LBs），该肝芽（iPSC-LBs）由三种不同类型的干细胞混合而成：iPSCs诱导分化获得肝细胞，内皮干细胞（被覆血管表面）来自脐带血，以及间充质干细胞（形成结缔组织）。上述三类细胞自我组合形成复杂的器官，模拟了胎儿发育的过程。体外生长数日后，肝芽被移植到小鼠体内，“肝组织”在体内继续生长，并迅速与宿主血管建立连接。更重要的是，这些肝组织行使正常肝脏的功能，包括药物代谢、产生肝特异性蛋白等。
2012年，由全球10家医药企业和23所大学联合发起了一个StemBANCC干细胞项目，该项目旨在建立来自1 500位患者的iPSCs库，主要用于药物筛选和治疗学研究。近年来得到迅速发展的通过建立先天遗传性疾病患者体细胞来源iPSCs，随后将iPSCs定向诱导分化，获得与疾病相对应的具有缺陷的体细胞，利用这样一个体外模型，研究者可以有针对性地研究遗传性疾病的发生机制，并利用体外分化获得的有缺陷的体细胞，进行治疗药物筛选。由于靶向性强，大大提高了药物研发的速度。例如利用iPSCs技术来研究孤独症，就是一个很好的范例，科学家将来源于孤独症患者的体细胞转变成iPSCs，然后再将iPSCs分化获得神经细胞，在体外模拟孤独症的神经细胞病变，并且成功地利用该平台测试药物的治疗效果。
目前已经应用动物模型进行iPSCs个性化治疗研究，修复某些难治性疾病的基因突变。研究者将重编程技术与基因重组结合，治愈了镰状细胞贫血的小鼠，他们将携带致病基因（ Hb 基因突变）的小鼠成纤维细胞重编程为iPSCs，继而在体外将这些细胞中的 Hb 突变通过同源重组修正，然后将iPSCs诱导分化为血液前体细胞，回输到患病小鼠体内，患病小鼠的贫血被完全治愈。
iPSCs的产生带动了干细胞领域以前所未有的步伐向前迈进，掀开了医学个性化治疗的新篇章。