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我国科学家发布干细胞领域重大突破(干细胞的历史, 干细胞的研究进展?)

中医世家 2023-08-05 07:53:45

日前,国际知名学术期刊cell stem cell刊登了北京大学生命科学学院邓宏魁研究组最新研究成果。该研究在世界上首次成功将恒河猴皮肤细胞诱导成为了“原始多潜能干细胞”,这是干细胞领域的一项重要突破。

早在2009年,邓宏魁研究团队在国际上首次建立了传统的恒河猴诱导多能干细胞(ips细胞),在此基础上,他们发现了一些关键信号通路的调控因子,将恒河猴的传统多潜能干细胞逆转到了原始的状态,在国际上首次建立了恒河猴的“原始多潜能干细胞”。

这项研究为干细胞研究领域长期以来未能解决的关键科学问题―“如何在体外获得灵长类动物的原始多潜能干细胞”提供了答案,不仅为未来建立转基因灵长类动物模型提供了潜在的细胞来源,而且为体外建立其它物种的“原始多潜能干细胞”提供了重要参考依据。

据介绍,多潜能干细胞具有在体外无限增殖、自我更新的特点,能被诱导分化成各种类型的功能细胞,在疾病模型、药物研发和细胞治疗等方面具有广阔的应用前景。

干细胞的历史, 干细胞的研究进展?

三 干细胞是生命科学研究的热点

干细胞是目前细胞工程研究最活跃的领域,随着基础研究、应用研究的进一步深化,这项技术将会在相当大程度上引发医学领域的重大变革,它已成为 21世纪生命科学领域的一个热点。

造血干细胞是最早发现,研究最多和最先用干治疗疾病的成体干细胞,长期以来,一直认为干细胞只属干造血系统,随着干细胞的不断深入研究,近年来,几乎在所有组织中都发现了干细胞,干细胞生物学和干细胞生物工程已成为继人类基因组大规模测序之后最具活力,最有影响和最有应用前景的生命学科。

美国政府已批准投入巨资,给予支持人体胚胎干细胞的研究,并在短短的两年中,成立了几十家以干细胞研究应用为主的生物工程公司,并在美国上市。

日本在2000年度启动的“千年世纪工程”中把干细胞工程作为四大重点之一,并投入大量资金,鼓励有关科学家进行研究。

英国在2000年以多数票通过了允许克隆人类早期胚胎,并从中提取干细胞,进行医疗上的研究等等。

在我国,党和政府也十分重视并大力支持有关研究院所与学校积极开展这项研究工作和成立专门研究干细胞基地,已在北京、上海、天津分别成立干细胞研究中心。近年来北京大学、协和医科大学、上海二医大和军事医学科学院等单位在造血干细胞研究和成体干细胞建库等方面已有相当的基础,并积累了大量经验,相信我国的科学家在不久的将来,在干细胞生物工程研究上必将取得辉煌成就。

另外,在全球的干细胞生物工程研究中,由干胚胎干细胞来源干人类胚胎,必然会遇到来自社会各方面的制约与争论,因此,有些国家对于是否支持干细胞的研究,一直是一个颇有争议的问题,然而随着干细胞生物工程研究的不段深入与发展,相信这些问题都会得到的妥善解决。

诱导多能干细胞的技术突破

iPS技术是干细胞研究领域的一项重大突破,它回避了历来已久的伦理争议,解决了干细胞移植医学上的免疫排斥问题,使干细胞向临床应用又迈进了一大步。随着iPS技术的不断发展以及技术水平的不断更新,它在生命科学基础研究和医学领域的优势已日趋明显。
美国哈佛大学研究人员采取添加特殊化合物的方法,将体细胞制造IPS的效率提高了100多倍。目前这项研究在大鼠实验中已获得成功,而在制造人类IPS时也可采取同样方法,以提高效率。该成果被业界称为IPS研究中的一大进步。
IPS是由一些多能遗传基因导入皮肤等细胞中制造而成。在制造过程中,美国研究人员使用了4种遗传基因,同时加入了7种包括可阻碍特定蛋白质合成的物质和酶在内的化合物,以研究其各自的制造效率。研究结果显示,没有添加化合物时,遗传基因的导入效率为0.01%—0.05%,而加入了一种叫“巴尔普罗酸”的蛋白质合成阻碍剂之后,导入效率竟升至9.6%—14%。
如果从这4种遗传基因中排除导致细胞癌化的遗传基因,只使用3种基因,过去的导入效率只有0.001%甚至更低,而加入“巴尔普罗酸”之后,其效率也提高了约50倍。研究人员认为,这很可能是因为“巴尔普罗酸”可以促进多能遗传基因的活性。今后,研究人员将就添加化合物是否会使遗传基因产生变异展开研究,以在提高制造效率的同时保证安全性。
2012年10月8日,京都大学教授山中伸弥(Shinya Yamanaka)与英国发育生物学家约翰·格登(John Gurdon)因在细胞核重新编程研究领域的杰出贡献而获得诺贝尔生理学或医学奖。 2014年9月11日,治疗使用的iPS细胞由日本神户理化研究所(RIKEN)发育生物学中心的眼科专家高桥雅代培育而成,将用于治疗与年龄相关的视网膜退化疾病。罹患这一疾病的病患,多余的血管会在眼内形成,让视网膜色素上皮细胞变得不稳定,导致感光器不断减少,最终失明。
高桥雅代从罹患这一疾病的患者那儿提取到了皮肤细胞,并将其转化为iPS细胞,接着,诱导iPS细胞变成视网膜色素上皮细胞,最后将其培育成能被植入受损视网膜内的纤薄层。与胚胎干细胞不同,iPS细胞由成人细胞生成,因此,研究人员可以通过遗传方法为每个受体度身定制。iPS细胞能变成身体内的任何细胞,因此,有潜力治疗多种疾病。即将进行的人体实验将是这一技术首次证明iPS细胞在临床方面的价值。
高桥雅代团队已经在猴子身上证明,iPS细胞能由受体自身的细胞生成,且不会诱发免疫反应;尽管如此,还是存在隐忧,那就是,iPS细胞可能会导致肿瘤出现,不过,高桥雅代团队发现,在老鼠和猴子身上不太可能出现肿瘤。为了消除人们的其他担忧——生成iPS细胞的过程可能会导致危险的变异,高桥雅代的团队也对整个过程和生成iPS细胞的遗传稳定性进行了测试,结果表明一切正常。

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