תא גזע
תא גזע מושרה

תאי גזע מושרים הם תאי גזע שמקורם מתאים שאינם תאי גזע, בדרך כלל תא סומטי בוגר ש"תוכנת" מחדש כדי לבטא גנים מסוימים. תאי גזע פלוריפוטנטים מושרים (Induced pluripotent stem cells;‏ iPS) נוצרו לראשונה מתאי עכבר ב-2006,[דרוש מקור] וב-2007 הצליחו ליצור תאים אנושיים כאלו במעבדתו של שיניה יאמאנקה באוניברסיטת קיוטו ביפן. התפתחות זו עשויה לייתר את הצורך בתאים עובריים לצורך יצירת תאי גזע. מגלי התחום זכו בשנת 2012 בפרס נובל לרפואה.
חלק מהשיטות ליצירת תאי iPS, ובפרט השינויים הגנטיים הנעשים בתאים הבוגרים המתוכנתים מחדש עשויות להיות מסוכנות ובעייתיות לשימוש באדם. לדוגמה נגיפים המשמשים לשינוי הגנום של התאים, עשויים להשפיע על ביטוי גנים אונקוגנים (מסרטנים). במחקר מאפריל 2009 הראו כי ניתן ליצור תאי iPS ללא שינוי גנטי בתא הבוגר: די לחשוף את התאים הבוגרים לחלבונים מהונדסים, אשר חודרים לתאים באמצעות שרשראות פולי-ארגינין כדי להקנות לתאים פלוריפוטנטיות.
ניתן להשיג תאי iPS באמצעות החדרה (טרנספקציה) של גנים האופייניים לתאי גזע אל תאים לא פלוריפוטנטיים, כדוגמת תאי פיברובלסט. בשיטה זו גלומות בעיות, שכן ידוע כי היא עלולה לגרום לסרטן בתאים. הטרנספקציה יכולה להיעשות באמצעות נגיפים נשאים (וקטור ויראלי), כדוגמת רטרווירוס, שעליהם נמצאים הגנים Oct-3/4 ‏(Pou5f1) ו-Sox2. חלבונים אלו הם פקטורי שעתוק המשפיעים על ביטוי של גנים שונים ולעיתים מוכנסים גנים נוספים. לאחר כ-3–4 שבועות חלק מהתאים מותמרים ומתחילים לגלות תכונות מורפולוגיות וביוכימיות האופייניות לתאי גזע, ואלו בדרך כלל מופרדים מיתר התאים באמצעות סלקציה מורפולוגית, זמן הכפלה, גן מדווח או אנטיביוטיקה.
תאי iPS נוצרו לראשונה על ידי קבוצת המחקר של שיניה יאמאנקה באוניברסיטת קיוטו שביפן ב-2006. יאמאנקה השתמש בגנים שזוהו כבעלי חשיבות מיוחדת בתאי גזע עובריים, ובאמצעות רטרווירוסים הותמרו פיברופלסטים עכבריים כדי לבטא את הגנים. ארבעה גנים זוהו כהכרחיים לפלוריפוטנטיות: Oct-3/4, SOX2, c-Myc, ו-Klf4. התאים בודדו באמצעות סלקציה אנטיביוטית Fbx15+. שורת התאים שבודדו הכילו טעויות במתילציית ה-DNA בהשוואה לתאי הגזע העובריים המקוריים וחסרו את היכולת ליצור כימרות.
ב-2007 פרסמה אותה קבוצת חוקרים מחקר יחד עם שתי קבוצות מחקר בלתי תלויות מהרווארד, MIT ואוניברסיטת קליפורניה בלוס אנג'לס שבו הצליחו לתכנת מחדש פיברופלסטים עכבריים לתאי iPS ואף ליצור כימרות. גם הפעם שורת התאים נוצרה מפיברופלסטים עכבריים שבהם הופעלו מחדש באמצעות רטרווירוס ארבעת הגנים ההכרחיים לפלוריפוטנטיות, אולם הפעם עשו החוקרים שימוש בסמן אחד לזיהוי התאים, ובמקום ב-Fbx15 השתמשו ב-NANOG, שהוא גן חשוב בתאי גזע עובריים. שניים מהגנים שבהם נעשה שימוש, c-Myc ו-KLF4 ידועים כאונקוגנים, גנים העשויים לתרום להתפתחות של סרטן. ב-20% מהעכברים הכימריים התפתח סרטן. במחקר מאוחר יותר דיווח יאמאנקה כי ניתן ליצור תאי גזע פלוריפוטנטיים מושרים אף ללא c-Myc, בתהליך איטי ופחות יעיל, העכברים הכימריים לא פיתחו סרטן.
בנובמבר 2007 הושגה אבן דרך בתחום כשתאי iPS נוצרו מתאים אנושיים בוגרים, ושתי קבוצות חוקרים בלתי תלויות, ג'יימס תומסון מאוניברסיטת ויסקונסין–מדיסון ושיניה יאמאנקה מאוניברסיטת קיוטו דיווחו על גילויים בתחום זה. קבוצת המחקר של יאמאנקה עשתה שימוש באותם העקרונות שנעשו במחקרים הקודמים לשם התמרת פיברופלסטים אנושיים לתאי גזע פלוריפוטנטיים באמצעות ארבעת הגנים שנעשה בהם שימוש במחקר קודם (Oct3/4, Sox2, Klf4, ו-c-Myc), ותוך שימוש במערכת רטרוויראלית. לעומתם קבוצת המחקר של תומסון השתמשו ב-OCT4, SOX2, NANOG וגן שונה LIN28, תוך שימוש ב-Lentivirus להדבקה.
ב-2008 הצליחו חוקרים לשפר את תפוקתם התאים שעוברים תכנות מחדש באמצעות שימוש בחומצה ולפרואית ששימשה כמעכב לאנזים היסטון דה-אצטילאז. החומצה הוולפרואית מחקה את האיתות שעליו אחראי c-Myc. קבוצת חוקרים אחרת השתמשה בתערובת של שתי מולקולות BIX-01294 ו-BayK8644, והראתה כי ניתן להחליף את השימוש ב-Sox2.