二十一世纪对于干细胞学界来说是一个多事之秋。2006年以前获取干细胞的途径要么是从正常发育的胚胎提取，要么是借助体细胞核移植重编程技术，也就是所谓的克隆，这两种方法都会扼杀一个具有出生潜力的胚胎，社会上对此的口诛笔伐简直铺天盖地，伦理问题的软肋与学术丑闻带来的负面影响几乎压垮了这个初露锋芒的学术领域。

就在此时，一种崭新的技术像是灰烬中涅槃重生的凤凰一样出现在世人面前。山中伸弥团队首先发现通过引入四种重编程因子（OCT-4、SOX-2、KLF-4和c-MYC）可以产生人类诱导多能干细胞（iPSCs），该技术不但可以为科学家和医生源源不断地提供优质的干细胞，而且很巧妙地绕开了一切伦理问题。

目前将这些因子转入的方式包括病毒载体，如逆转录病毒或腺病毒，质粒和细胞渗透蛋白，被导入到体细胞中，从而诱导其重编程为iPSCs。近年来，科学家们还开发出了无需病毒载体、仅依赖非整合性载体或化学小分子的方法来提高诱导效率和安全性。

iPSCs具有与胚胎干细胞相似的多向分化潜能，能够在适当的诱导条件下分化为各种类型的体细胞，包括神经细胞、心肌细胞、内皮细胞等。这种特性使得iPSCs在再生医学领域具有巨大的应用潜力，可以应用于制造用于移植的特定细胞类型或组织。

神经元是高等真核生物中主要的信息处理细胞，在刺激接收、信号传递和适应性反应中发挥重要作用。在人类中，神经元功能障碍会导致各种临床疾病，包括发育性疾病如自闭症，精神疾病如精神分裂症，以及退行性疾病如阿尔茨海默氏痴呆症。神经元在细胞类型中具有独特而功能极化的结构、有丝分裂后的状态和电化学活性。人类神经系统的复杂性和对疾病的易感性都是独一无二的，动物模型往往不能概括人类神经元疾病的关键特征。为了了解正常人类的神经元生理以及细胞如何通过神经网络在疾病中出现故障，我们需要更好的神经细胞生物学实验模型。研究细胞和分子神经科学的两个主要体外模型系统是啮齿动物的原代神经元和人类的永生化细胞系。啮齿动物的初级神经元具有神经元特有的专门机制，但是，由于它们起源于另一个物种，这些细胞可能无法概括人类遗传学或疾病病理生理学的相关方面。实际上，初级神经元的分离非常耗时，不同制备方法的质量不同，在某些应用中难以规模化，并且一旦分离就很难进行基因工程。但人类永生化细胞系如HeLa、HEK293T和U2OS以及神经母细胞瘤细胞系如SH-SY5Y，规避了许多这些挑战，它们很容易培养，相对同质，可扩展，并且易于基因操作。然而，它们具有广泛且不稳定的基因型异常，缺乏真正的神经元表型，因此它们不适合研究神经元特异性生物学，如轴突或突触现象。人类神经元细胞生物学的精确建模一直是一个长期的挑战。近年来出现了许多使用小分子引导iPSCs向神经元分化的方法。不幸的是，这些方法带来了许多挑战，包括效率低、细胞类型异质性多变、分化过程漫长而昂贵。然而，将iPSc分化为神经元的方法最近提供了实验可处理的细胞模型。目前许多文献报道了采用单一神经转录因子（如NGN2）可以将iPSCs在两周内快速诱导分化为神经元。通过选用含有Tet-on和抗生素筛选标签的慢病毒载体，将NGN2序列构入并进行慢病毒的包装、侵染iPSc获取阳性克隆，随后将培养基换为含有多西环素（DOX）和N2的神经元培养基继续培养至Day6，Day7-Day15将培养基换为生长培养基，期间每隔半天换一次培养基，同时分化至该阶段可以进行相应的功能分析，后面可以加些BDNF继续培养。运用此方法，我们可以从一些精神病患者（如癫痫、阿尔默兹海默症）的体细胞出发，建立该疾病模型的iPS细胞系，这为研究精神疾病的发病机制和药物筛选提供了有力工具。通过对这些疾病特异性iPSCs的深入研究，可以更好地理解疾病的发展过程，并开出更精确的治疗方法。

尽管技术在短短十几年间取得了显著进展，但要实现其在临床上的广泛应用，还需克服诸多挑战，如提高诱导效率、降低致瘤风险、确保细胞安全性等。随着技术的不断进步和相关法规的完善，相信iPSCs将在不久的将来，为医学研究和临床治疗带来革命性的变革。