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不可思議的多潛能干細胞

2013-07-20 20:54 閱讀:2067 來源:新華社 科技日報 作者:網(wǎng)* 責任編輯:網(wǎng)絡
[導讀] 中國科學家用一種非常簡單和安全的方法,將體細胞制成多潛能干細胞,并用這種細胞培育出健康的小鼠。

  近日,中國科學家在美國《科學》雜志上報告說,他們用一種非常簡單和更加安全的方法,將體細胞制成多潛能干細胞,并用這種細胞培育出多只健康的小鼠,其中一只叫“青青”的小鼠剛過完100天的生日。

  研究人員說,這是一項革命性的研究成果,為未來細胞治療甚至器官移植提供了理想的細胞來源,將極大地推動治療性克隆的發(fā)展,即克隆組織和器官以用于疾病治療。

  哺乳動物細胞只有在胚胎早期發(fā)育階段才具有分化為各種類型組織和器官的“多潛能性”,而隨著生長發(fā)育成為成體細胞后會逐漸喪失這一功能。人類一直在尋找方法讓已分化的成體細胞逆轉(zhuǎn),使之重新獲得類似胚胎發(fā)育早期的“多潛能性”。

  此前,通過借助卵母細胞進行細胞核移植或使用導入外源基因的方法,哺乳動物體細胞被證明可以進行“重編程”獲得“多潛能性”,這兩項技術(shù)共同獲得了 2012 年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。

  北京大學生命科學學院鄧宏魁教授和趙揚博士帶領的研究團隊開展這項技術(shù)的方法更簡單和安全,他們僅使用4個小分子化合物的組合對體細胞進行處理,就成功逆轉(zhuǎn)其“發(fā)育時鐘”,重新賦予體細胞“多潛能性”。

  鄧宏魁對新華社記者說:“使用這項技術(shù),我們成功地將已特化的小鼠成體細胞誘導成為可以重新分化發(fā)育為心臟、肝臟、胰腺、皮膚、神經(jīng)等多種組織和細胞類型的‘多潛能性’細胞,并將其命名為‘化學誘導的多潛能干細胞’。”

  鄧宏魁指出,這個新方法擺脫了以往技術(shù)手段對于卵母細胞和外源基因的依賴,避免重編程技術(shù)進一步應用所遭受的一些質(zhì)疑,例如破壞胚胎或基因突變風險等。

  在實驗中,他們利用這種新方法,將成年小鼠的肺部成纖維細胞培育成一只叫“青青”的小鼠。鄧宏魁說:“目前,‘青青’剛過完100天的生日,它發(fā)育良好,健康可愛,并且已有了它的‘孩子’。和以前用轉(zhuǎn)基因的重編程技術(shù)得到小鼠相比,它可以不用再為外源癌癥基因的重新激活等健康風險而感到擔心。”

  研究人員說,這項新技術(shù)讓人驚奇的是,原本人們認為復雜而嚴密的分化發(fā)育過程竟然可以通過如此簡單的方式實現(xiàn)逆轉(zhuǎn)。更有意思的是,這條新途徑的早期變化過程同低等動物再生的早期過程中所涉及的分子機制比較類似。

  此外,這項研究成果還有助于人們更好地理解細胞命運決定和細胞命運轉(zhuǎn)變的機制,使人類未來有可能通過使用小分子化合物的方法,直接在體內(nèi)改變細胞命運。這樣,治療疾病所需要的細胞功能或許可以直接通過小分子化合物來重塑。

  鄧宏魁說:“如果這一目標得以實現(xiàn),許多難以治療的疾病將會得到全新的解決方案,整個再生醫(yī)學領域也將會發(fā)生新的變革。”

  以下為北京大學生命科學學院官方報道:

  這只名叫“貝貝”的嵌合小鼠的出生意味著用化學方法將成體細胞重編程得到的“多潛能干細胞”具有和“胚胎干細胞”同樣的分化發(fā)育的能力。

  這只名為“青青”的小鼠的“母親”是用小分子化合物誘導得到的多潛能干細胞

  這是一個嵌合的小鼠胚胎,幾乎完全由“化學誘導的多潛能干細胞”來源的細胞(被用紅色熒光標記)所構(gòu)成

  7月18日,Science雜志(Science Express)刊登了北京大學生命科學學院鄧宏魁教授和趙揚博士帶領的研究團隊在生命科學領域的一項革命性的研究成果——用小分子化合物誘導體細胞重編程為多潛能干細胞。該成果開辟了一條全新的實現(xiàn)體細胞重編程的途徑,給未來應用再生醫(yī)學治療重大疾病帶來了新的可能。

  在這項研究中,鄧宏魁團隊僅使用四個小分子化合物的組合對體細胞進行處理就可以成功的逆轉(zhuǎn)其“發(fā)育時鐘”,實現(xiàn)體細胞的“重編程”。使用這項技術(shù),他們成功的將已經(jīng)特化的小鼠成體細胞誘導成為了可以重新分化發(fā)育為各種組織器官類型的“多潛能性”細胞,并將其命名為“化學誘導的多潛能干細胞(CiPS細胞)”。

  哺乳動物細胞只有在胚胎的早期發(fā)育階段具有分化為各種類型組織和器官的“多潛能性”,而隨著生長發(fā)育成為成體細胞之后會逐漸喪失這一特性。人類一直在尋找方法讓已分化的成體細胞逆轉(zhuǎn),使之重新獲得類似胚胎發(fā)育早期的“多潛能性”,并將其重新定向分化成為有功能的細胞或器官,應用于治療多種重大疾病。此前,通過借助卵母細胞進行細胞核移植或者使用導入外源基因的方法,哺乳動物體細胞被證明可以被進行“重編程”獲得“多潛能性”,這兩項技術(shù)共同獲得了2012年諾貝爾生理醫(yī)學獎。

  鄧宏魁團隊的研究成果則開辟了一條全新途徑,僅使用小分子化合物這樣一個簡單的手段就能夠誘導體細胞的重編程。這個新方法擺脫了以往技術(shù)手段對于卵母細胞和外源基因的依賴,避免重編程技術(shù)進一步應用所遭受的一些質(zhì)疑,例如破壞胚胎或基因突變風險等。這項成果提供了更加簡單和安全有效的方式來重新賦予成體細胞 “多潛能性”,是體細胞重編程技術(shù)的一個飛躍,這為未來細胞治療及人造器官提供了理想的細胞來源。

  這項新技術(shù)讓人驚奇的是,原本人們認為復雜而嚴密的分化發(fā)育過程竟然可以通過如此簡單的方式實現(xiàn)逆轉(zhuǎn)。為了明確化學誘導的體細胞重編程過程發(fā)生的機制,鄧宏魁研究組還進一步研究了這一過程中的分子水平的路徑。結(jié)果顯示“化學誘導的體細胞重編程”的過程是一條有別于以往體細胞重編程方法的全新途徑。更有意思的是,這條新途徑的早期變化過程同低等動物再生的早期過程中所涉及的分子機制比較類似。

  此外,這項研究成果還有助于我們更好地理解細胞命運決定和細胞命運轉(zhuǎn)變的機制,使得人類未來有可能通過使用小分子化合物的方法直接在體內(nèi)改變細胞的命運。如果這一目標得以實現(xiàn),許多難以治療的疾病將會得到全新的解決方案,整個再生醫(yī)學領域也將會發(fā)生新的變革。

 

  另訊

  日本厚生勞動省正式批準利用誘導多潛能干細胞( iPS 細胞)開展視網(wǎng)膜再生研究。這是全球范圍內(nèi) iPS 細胞首獲**批準用于臨床試驗。

  此前,厚生勞動省的一個審查委員會已審核通過了利用 多潛能干細胞開展視網(wǎng)膜再生臨床研究的項目。7 月 12 日,厚生勞動省的科學技術(shù)小組又對臨床研究的安全性和是否存在倫理問題進行了審查。

  **正式批準后,臨床研究小組將由日本理化研究所研究員高橋政代負責,在位于神戶市的尖端醫(yī)療中心醫(yī)院開展臨床研究。研究對象是濕性老年黃斑變性患者,這種病的患者視網(wǎng)膜后會出現(xiàn)異常血管。日本國內(nèi)約有70萬該病患者。

  厚生勞動省表示,這是多潛能干細胞首次進入臨床研究,因此各個環(huán)節(jié)都要求慎之又慎,臨床科研人員要隨時報告用于移植的細胞的安全狀況,包括是否出現(xiàn)癌變跡象等。

 


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