再生醫學突破 中國科學家誘導出人類全能幹細胞
近日,中國科學院和深圳華大生命科學研究院等多家機構的研究者,通過體細胞誘導培養出了類似受精卵發育3天狀態的人類全能幹細胞。這是目前全球在體外培養的“最年輕”的人類細胞,是繼科學家成功誘導出人類多能幹細胞後,再生醫學領域的又一顛覆性突破。相關研究成果於北京時間3月22日淩晨在國際學術期刊《自然》(Nature)上發表。
據了解,研究者們開發了一種非轉基因、快速且可控的“雞尾酒”細胞重編程方法,能夠將人的多能幹細胞轉化為全能性的8細胞期胚胎樣細胞,即相當於受精卵發育3天狀態的全能幹細胞。該成果將助力實現未來人體器官的體外再生,對解決器官短缺、異體和異種移植排斥反應等問題,有著重大的意義。
2012年(nian),諾(nuo)貝(bei)爾(er)生(sheng)理(li)學(xue)或(huo)醫(yi)學(xue)獎(jiang)頒(ban)發(fa)給(gei)了(le)成(cheng)功(gong)將(jiang)已(yi)經(jing)成(cheng)熟(shu)的(de)體(ti)細(xi)胞(bao)誘(you)導(dao)成(cheng)為(wei)囊(nang)胚(pei)階(jie)段(duan)的(de)多(duo)能(neng)幹(gan)細(xi)胞(bao)的(de)日(ri)本(ben)科(ke)學(xue)家(jia)山(shan)中(zhong)伸(shen)彌(mi)。人(ren)類(lei)囊(nang)胚(pei)期(qi)的(de)細(xi)胞(bao)是(shi)受(shou)精(jing)卵(luan)發(fa)育(yu)5—6天的狀態,其進一步發育的能力比較受限。
而本研究將該領域往前推進了一大步,首次獲得了受精卵分裂僅3天的胚胎細胞。在受精卵發育早期,每天都發生著巨大變化,正是這2—3天,使科學家第一次通過體外誘導得到了人類8細胞期胚胎樣全能幹細胞。這是迄今為止在體外誘導獲得的“最年輕”的人類細胞,具備非常強的發育潛力。這項研究也將有助於解開人類胚胎早期發育的密鑰。
據介紹,這些全能性的8細胞期胚胎樣細胞重建了受精卵僅分裂3次後的胚胎狀態,相比過去的多能幹細胞,這種細胞可以分化為胎盤組織,並可能發育為更成熟的各類身體組織。
“該進展也是再生醫學和單細胞測序技術相結合的典範。”論文通訊作者之一的深圳華大生命科學研究院劉龍奇博士介紹,“通tong過guo大da規gui模mo單dan細xi胞bao多duo組zu學xue圖tu譜pu的de方fang法fa,對dui幹gan細xi胞bao技ji術shu手shou段duan在zai體ti外wai或huo體ti內nei獲huo得de的de細xi胞bao或huo組zu織zhi進jin行xing高gao效xiao鑒jian定ding和he機ji製zhi解jie析xi,將jiang極ji大da地di加jia速su再zai生sheng醫yi學xue領ling域yu的de發fa展zhan。”
這是研究人員首次在真正意義上將人多能幹細胞“轉化”為全能性的胚胎細胞,使得人們可將“成年”版本的細胞,逆向轉化為具有更多可能性的“嬰兒期”banbendexibao。tongshi,youyuzhecidedaodequannengxibaogengjiejinzaoqipeitaideyuanshizhuangtai,ruojiangqiyongyuzaishengyixue,peiyudedaodeqiguanyejianggengjiejinyuzhenshiqiguandezhuangtai,gengyouliyuyizhi。
這項突破得益於單細胞測序技術的進步。在過去,研究人員可能得對成千上萬個細胞進行處理和培養,成功的概率不到10%。如今,基於華大自主開發的單細胞建庫測序平台(DNBelab C4),結合華大智造的DNBSEQ測ce序xu技ji術shu,科ke學xue家jia能neng以yi高gao靈ling敏min度du和he準zhun確que性xing的de方fang法fa進jin行xing多duo維wei的de單dan細xi胞bao分fen析xi,快kuai速su得de到dao具ju有you重zhong要yao發fa育yu潛qian能neng的de細xi胞bao,並bing研yan究jiu這zhe些xie細xi胞bao的de發fa育yu去qu向xiang。
benyanjiuzhong,yanjiutuanduihaijiangyoudaodedaodequannengganxibaofenleibingzhushedaoxiaoshutineijinxingjinyibudefayu,ranhoushiyonghuadadedanxibaocexujishujinxingdaguimoxibaotupufenxi。zuizhong,yanjiurenyuanquedingleshiyandedaodequannengganxibaoyurenlei8xibaoqipeitaixibaogaoduxiangsi,zhengminglegaixibaodequannengxing。zheweiweilaishiyonghuanzhebenrenxibaojinxingqiguanpeiyang,bingyongyuzishenqiguanyizhihetihuan,tigonglekexueyiju。
該研究由中國科學院和深圳華大生命科學研究院牽頭,英國劍橋大學、吉林大學以及孟加拉國拉傑沙希大學等多個研究團隊共同參與。本研究已通過倫理審查,嚴格遵循相應法規和倫理準則。
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