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国家自然科学二等奖“哺乳动物多能性干细胞研究”

【人民日报】迎来再生医学曙光

2015-01-19 人民日报 吴月辉
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  对于许多恶性疾病,目前传统的医疗手段已经越来越难以奏效,组织修复、器官再造等再生医学被寄予厚望。

  胚胎干细胞是一类能够无限繁殖并能变成各种组织和器官的特殊细胞,为组织修复和器官再生提供了新的希望。但人类胚胎干细胞一般需要从发育的胚胎中分离,面临破坏胚胎等伦理学问题。因此,拓展新的多能干细胞来源成为世界生命科学研究与转化应用的焦点领域。

  从2002年起,从法国留学回国的周琪博士便在中国科学院动物研究所组建团队,较早地开始了哺乳动物多能干细胞的建立与调控机制方面的研究。

  “多能性干细胞是指可以分化为组成机体各种不同类型的组织和器官的细胞。”周琪说,目前多能性干细胞主要可以分为两类,一类是由早期胚胎细胞体外培养而获得的胚胎干细胞,另外一类是对成体细胞进行处理,使其回到具有与胚胎干细胞类似特性的诱导性多能干细胞。

  由于多能性干细胞理论上可以被进一步诱导分化为组成机体的各种组织和器官,因此对于再生医学和作为细胞模型用于药物筛选等方面都具有非常重要的价值。

  “人工获得的多能性干细胞与从正常受精胚胎建立的胚胎干细胞是否具有相同的发育能力,是我们团队一直关注的科学问题。”周琪说。

  2006年,日本的山中伸弥研究小组成功地将分化的体细胞重新转化为诱导性多能干细胞,即iPS细胞。iPS细胞不需要破坏胚胎,有望突破胚胎干细胞在再生医学应用中面临的细胞来源和伦理等问题,因此引起了普遍关注。但是各国科学家一直无法证明iPS 细胞能够像胚胎干细胞一样发育成完整健康的动物,因此iPS 细胞是否是真正的多能干细胞一直被业界所质疑。

  “我们项目研究团队用了两年多的时间,不断改进方法,建立了新的诱导方法,对数十株iPS细胞系的发育能力进行了系统评价,并不断改进方法,终于通过四倍体补偿的方法获得了完全由iPS细胞发育而成的小鼠及后代。”周琪说,“接下来,我们又对这些iPS小鼠的生长状况、生育能力进行了长期的评估,确认它们为正常健康的小鼠。”

  2009年,本项目完成人周琪、曾凡一和高绍荣团队将这项成果发表在了《自然》和《细胞生物学》杂志,受到国内外科学家的普遍关注。该成果充分证明了iPS 细胞具有与胚胎干细胞相似的发育全能性,能够发育为健康的个体,为iPS 理论的完善及其在再生医学领域的应用做出了突出贡献。

  此外,研究团队还发现人类体细胞重编程的一个制约因素,并建立了人类孤雌胚胎干细胞系,推动了灵长类体细胞编程与干细胞研究。

  同时,研究团队也在寻找能够快速判断干细胞发育能力的分子标记。2010年,周琪团队和王秀杰团队在国际上率先找到了能够区分干细胞发育能力的分子标记物,从而能准确、快速地判断细胞的好坏。

  编辑点评

  周琪团队另辟蹊径,开创性地绕开了干细胞研究、应用的伦理障碍,通过“非胚胎”的第三种方式,首次获得了完全由诱导性多能干细胞(iPS细胞)发育而成的健康小鼠及后代,堪称干细胞研究的里程碑。

  因为坚持,才有突破。正如周琪所说,回忆团队的研发历程,最困难的是如何能够在一个相对浮躁的环境中坚持挑战最重要的科学问题,如何面对创新性研究中可能一无所获的风险。可见,创造条件让科学家心无旁骛地坚持自己的研究,是创新驱动中一个亟待解决的共性课题。

  (原载于《人民日报》 2015-01-19 20版)

打印 责任编辑:麻晓东

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