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世界第一中国科学家从猪中创造出多能干细胞

科学家们设法诱导猪细胞转化为多能干细胞 - 这种细胞与胚胎干细胞一样,能够发育成体内任何类型的细胞。这是世界上第一次使用来自任何带有蹄的动物(称为有蹄类动物)的体细胞(不是精子或卵细胞的细胞)来实现这一目标。

这一成就的影响是深远的;该研究可以为人类遗传疾病创建模型,为人类器官移植设计遗传工程动物,以及开发对猪流感等疾病具有抗性的猪。

领导这项研究的雷晓博士说:“迄今为止,已经做出了很多努力来建立早期胚胎的有蹄类多能胚胎干细胞而没有成功。这是世界上第一份关于驯化有蹄类多能干细胞的报道。因此,它是全新的,非常重要的,并且在人类和动物健康方面有许多应用。“

上海生物化学与细胞生物学研究所(中国上海)干细胞实验室主任肖博士及其同事通过使用转录因子重新编程从猪耳和骨髓中取出的细胞,成功地产生了诱导性多能干细胞。在通过病毒将重编程因子的混合物引入细胞后,细胞在实验室中发生变化并发育成胚胎样干细胞的集落。进一步的测试证实,它们实际上是干细胞,能够分化成构成胚胎内胚层,中胚层和外胚层三层的细胞类型 - 这是所有胚胎干细胞都具有的品质。

肖博士说:“猪多能干细胞可以通过多种途径发挥作用,例如精确设计用于器官移植治疗的转基因动物。猪的形态和功能与人类非常相似,器官尺寸大致相似我们可以利用胚胎干细胞或诱导干细胞来修饰猪的免疫相关基因,使猪器官与人体免疫系统相容,然后我们就可以利用这些猪作为器官供体,为患者提供器官。这不会引起患者自身免疫系统的不良反应。

“猪多能干细胞系也可用于创造人类遗传疾病的模型。许多人类疾病,如糖尿病,都是由基因表达障碍引起的。我们可以改变干细胞中的猪基因并产生携带它的猪。相同的基因疾病,使他们患有与人类患者相似的综合症。然后就可以使用猪模型开发治疗疾病的疗法。

“例如,为了对抗猪流感,我们可以制造一种精确的基因修饰猪,以提高动物对疾病的抵抗力。我们首先要做的就是找到一种具有抗猪流感活性的基因,或者抑制增殖猪流感病毒;第二,我们可以通过多能干细胞将这个基因引入猪 - 这个过程称为基因'敲入'。或者,因为猪流感病毒需要与细胞膜上的受体结合。猪进入细胞并增殖,我们可以通过基因靶向猪诱导的多能干细胞来敲除这种受体。如果受体缺失,病毒就不会感染猪。“

除了猪和人类的医疗应用外,肖博士说,他的发现可以用来改善动物养殖,不仅可以使猪更健康,还可以通过修改与生长有关的基因来改变和改善猪的生长方式。

然而,肖博士警告说,他的研究的一些潜在医学应用可能需要几年时间才能用于临床。

他的研究的下一阶段是使用猪iPS细胞产生基因修饰的猪,其可以为患者提供器官,改善猪种或用于抗病性。修改后的动物要么“敲入”猪,其中iPS或ES细胞已被用于将额外的遗传物质(例如一片人类DNA)转移到猪的基因组中,或“敲除”猪的技术用于防止特定的基因功能。

该期刊的主编李党生教授在评论这项研究时说:“这项研究非常令人兴奋,因为它代表了有蹄类动物中多能干细胞建立的第一次严格证明,这将为为研究,治疗和农业目的创造精确的,基因修饰的动物。“

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