中國(guó)科學(xué)家培育出世界首個(gè)豬干細(xì)胞

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我國(guó)科學(xué)家在世界上首次把來(lái)自豬的體細(xì)胞(不是精細(xì)胞或卵細(xì)胞的細(xì)胞)誘導(dǎo)轉(zhuǎn)變成多能干細(xì)胞——這種細(xì)胞就像胚胎干細(xì)胞一樣，有能力發(fā)育成身體中的任何類(lèi)型的細(xì)胞。這也是全世界首次使用有蹄類(lèi)動(dòng)物的體細(xì)胞培育出多能干細(xì)胞，可能為建立人類(lèi)遺傳病模型、培育供人類(lèi)器官移植的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物以及開(kāi)發(fā)耐受豬流感等疾病的豬開(kāi)創(chuàng)一條道路。

　　這項(xiàng)研究是中科院新創(chuàng)刊的《分子細(xì)胞生物學(xué)報(bào)》今天在網(wǎng)上發(fā)表的第一篇研究論文。該雜志主編李黨生教授評(píng)論該研究時(shí)說(shuō)：“這項(xiàng)研究非常令人激動(dòng)，因?yàn)樗砹伺嘤刑泐?lèi)物種的多能干細(xì)胞的首次嚴(yán)格證明，這將為培育出精確的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物用于研究、治療和農(nóng)業(yè)用途提供的機(jī)會(huì)。”

　　該成果是中科院上海生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所的肖磊博士帶領(lǐng)干細(xì)胞研究組完成的。他說(shuō)：“迄今為止，科學(xué)家在利用早期胚胎培育有蹄類(lèi)動(dòng)物的多能胚胎干細(xì)胞方面做了很多努力，但是沒(méi)有成功。這是世界首次培育出有蹄類(lèi)動(dòng)物的多能干細(xì)胞。因此，這項(xiàng)研究是全新的、非常重要，而且對(duì)于人類(lèi)和動(dòng)物健康有許多應(yīng)用?！?

　　肖磊及其同事通過(guò)使用轉(zhuǎn)錄因子重編程了來(lái)自一頭豬的耳朵和骨髓的細(xì)胞，從而成功培育出誘導(dǎo)多能干細(xì)胞。通過(guò)一種病毒把這些重編程因子的混合物引入細(xì)胞中，這些細(xì)胞發(fā)生了變化并在實(shí)驗(yàn)室中發(fā)育成了胚胎樣干細(xì)胞。進(jìn)一步的測(cè)試證明了它們確實(shí)有能力分化成胚胎的三層(內(nèi)胚層、中胚層和外胚層)的細(xì)胞類(lèi)型——這是所有胚胎干細(xì)胞都具有的能力。從成功培育出誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPS細(xì)胞)獲得的信息意味著科學(xué)家繼續(xù)培育來(lái)自豬或其他有蹄類(lèi)動(dòng)物胚胎的胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)將變得更加容易。

　　肖磊說(shuō)：“豬的多能干細(xì)胞有許多用途，諸如準(zhǔn)確改造用于器官移植治療的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。豬在形態(tài)和功能方面與人類(lèi)相當(dāng)類(lèi)似，而且器官尺寸與人類(lèi)器官在很大程度上類(lèi)似。我們可以使用胚胎干細(xì)胞或誘導(dǎo)干細(xì)胞修改豬的與免疫有關(guān)的基因，從而讓豬的器官與人類(lèi)免疫系統(tǒng)兼容。然后我們可以使用這些豬作為器官供體為患者提供器官，而不會(huì)引發(fā)來(lái)自患者自身免疫系統(tǒng)的有害反應(yīng)?！?

　　“豬多能干細(xì)胞系還可以用于建立人類(lèi)遺傳病的模型。許多人類(lèi)疾病，諸如糖尿病，是由基因表達(dá)障礙造成的。我們可以修改干細(xì)胞中的豬的基因，并培育出攜帶同樣基因障礙的豬，從而讓它們具有和人類(lèi)患者類(lèi)似的癥狀。然后就有可能使用這種豬模型開(kāi)發(fā)治療這種疾病的療法。

　　他舉例說(shuō)，為了應(yīng)對(duì)豬流感，可以培育出一種準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)基因豬，從而改善它對(duì)這種疾病的耐性。我們首先可以找到一種具有抗豬流感活動(dòng)或者抑制豬流感病毒增殖的基因；然后，可以把這種基因通過(guò)多能干細(xì)胞引入到豬的體內(nèi)——這個(gè)過(guò)程被稱為基因”敲入“，從而實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。另外，由于豬流感病毒需要與豬細(xì)胞膜上的一個(gè)受體結(jié)合才能進(jìn)入細(xì)胞并進(jìn)行增殖，我們可以通過(guò)對(duì)豬誘導(dǎo)多能干細(xì)胞進(jìn)行基因打靶從而敲出這一受體。如果這個(gè)受體消失了，這種病毒也就不會(huì)感染豬了。

　　此外，肖磊說(shuō)他的發(fā)現(xiàn)可以用于改善畜牧業(yè)，不僅可以讓豬更健康，而且還通過(guò)修改與生長(zhǎng)有關(guān)的基因以改變和改善豬生長(zhǎng)的方式，從而改善畜牧業(yè)。

　　他的研究的下一階段是使用豬iPS細(xì)胞產(chǎn)生轉(zhuǎn)基因豬，從而為患者提供器官，改善豬的品種或用于疾病耐受能力。這些經(jīng)過(guò)修改的動(dòng)物可以是”敲入“的豬，即使用iPS細(xì)胞或ES細(xì)胞把一段額外的遺傳物質(zhì)(諸如一段人類(lèi)DNA)轉(zhuǎn)移給豬的基因組，或者是”敲除“的豬，即用這種技術(shù)阻止一個(gè)特定基因發(fā)揮作用。

　　不過(guò)，肖磊強(qiáng)調(diào)說(shuō)，潛在的醫(yī)學(xué)應(yīng)用可能還需要數(shù)年時(shí)間才能投入臨床使用。（記者趙永新）

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