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          干細胞領域再突破!Nature重磅:中國科學家誘導出人類“最年輕”全能干細胞

          發布日期:2022-04-02 14:16:07

          干細胞技術是21世紀最大的科學突破之一。英國科學家約翰?格登和日本科學家山中伸彌因發現成熟的細胞可以重新編程成為多能干細胞獲得了2012年的諾貝爾生理學或醫學獎。近年來,人類在干細胞的基礎研究和臨床試驗中不斷獲得突破。


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          Nature重磅:中國科學家誘導出人類全能干細胞


          2022年3月22日,中國科學院等研究團隊在國際頂級學術期刊《Nature》雜志發表了一項題為“Rolling back of human pluripotent stem cells to an 8-cell embryo-like stage”的干細胞領域重要突破成果。研究團隊通過體細胞誘導培養出了類似受精卵發育3天狀態的人類全能干細胞,這是目前全球在體外培養的“最年輕”的人類細胞,它具有發育成所有組織與器官的潛力。


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          該項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。


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          日本科學家山中伸彌因為成功將已經成熟的體細胞誘導成為囊胚階段的多能干細胞而獲2012年的諾貝爾生理學或醫學獎。人類囊胚期的細胞是受精卵發育5-6天的狀態,其進一步發育的能力比較受限。


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          而本研究將該領域往前推進了一大步,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,能夠將人的多能干細胞轉化為全能性的8細胞期胚胎樣細胞,即相當于受精卵發育3天狀態的全能干細胞。


          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細胞期胚胎樣全能干細胞。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。這項研究也將有助于幫助解開人類胚胎早期發育的密鑰。


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          人類胚胎發育及組織形成中細胞潛能變化圖 

          圖解:受精卵(1)→二細胞卵裂球(2)→桑椹胚(3),都屬于全能干細胞。囊胚期的內細胞團(4),屬于多能干細胞。三胚層期的細胞(5)屬于專能干細胞。心臟或骨骼里的干細胞(6)屬于專能或單能干細胞。


          “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次后的胚胎狀態,相比過去的多能干細胞,這種細胞可以分化為胎盤組織,并可能發育為更成熟的各類身體組織,為全世界數百萬需要進行器官移植的患者帶來了福音?!?/span>論文的通訊作者,中國科學院Miguel A. Esteban教授、Md. Abdul Mazid博士和李文娟博士表示。


          這是研究人員首次在真正意義上將人多能干細胞“轉化”為全能性的胚胎細胞,使得人們可以將“成年版本的細胞,逆向轉化為具有更多可能性的“嬰兒期”版本的細胞。同時,由于這次得到的全能細胞更接近早期胚胎的原始狀態,若將其用于再生醫學,培育得到的器官也將更接近于真實器官的狀態,更有利于移植。


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          干細胞技術人造器官,前景廣闊


          隨著年齡的增長,人體內各種內臟器官都會發生功能的喪失和退化。衰老的器官無法替換,只能漸漸失去功能。而干細胞技術的發展,為人類生產充足的新生器官提供了可能性。


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          在臨床上,人們可以誘導干細胞,形成有特定功能的細胞。平面的器官比較容易培養。例如燒傷患者需要植皮,可以用自己的干細胞培養出一片皮膚,修復患處。


          然而,對于立體的器官,則需要讓干細胞按照一定的框架結構生長。國際上目前認為可行的途徑有兩條:通過生物反應器進行器官組織的體外培養,以及通過3D生物打印來制造功能器官及組織。


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          2020年6月,美國哈佛大學等機構的研究人員在《自然》上發表文章 ,介紹了在人造皮膚領域的新成果,通過人類多能干細胞,科學家培養了可以長出毛發的皮膚類器官,并成功在老鼠身上長出新的毛發。這是首個擁有著幾乎完整功能的皮膚類器官的成功研究。


          美國辛辛那提兒童醫院的韋爾斯實驗室就致力于用多能干細胞培養迷你胃。如今,實驗取得了飛躍,不僅能培育胃竇細胞,連胃底細胞也已不在話下。


          迄今為止,科學家已經能夠生產出類似于大腦、腎臟、舌、肺、腸道、胃和肝臟等類器官。


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          在未來世界,人體器官是否會像工業零件一樣,可以通過流水線生產?身體什么地方出現了問題,是否可以直接換個新的?這并非不可能。


          現在干細胞應用人造器官的研究發展很快,美國生物學家、諾貝爾獎獲得者吉爾伯特認為,在50年內,人類將能夠培育出人體的所有器官。


          在利用干細胞培養出具有實際臨床應用價值的人體器官前,利用干細胞修復人體的傷病,已經成為潛力無限的研究方向。隨著技術的進步,相信干細胞在未來會有更多的應用場景。


          內容來源:中國科技網


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