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【欣柏宁】科学院院士深度解读:干细胞如何创造生命的奇迹?

时间:2020-12-10 16:40     人气:565    

干细胞可以无限扩增、千变万化,被医学界称为“万能细胞”、“种子细胞”。


目前,我国已有七批、共62个国家备案的干细胞临床研究项目、120个“干细胞及转化研究”重点项目,涉及资金投入累计近24亿元人民币。


近日,央视《中国经济大讲堂》特邀中科院干细胞研究领域的重量级嘉宾,深度解读干细胞。


嘉宾介绍

周琪,中国科学院院士,干细胞和发育生物学家,中国科学院“器官重建与制造”战略性科技先导专项首席科学家。






我们每一个人都是由受精卵发育而来,早期的胚胎发育、卵裂会形成各种各样的组织、器官,这个发育的过程很神奇!


由一个细胞,变成我们所有的人,也可以变成我们所有人的组织和器官,这类的细胞它是具有万能性的,可以多潜能地分化,可以无穷无尽地复制,这就是干细胞的最基本的特征。



为什么人可以献血?献血以后为什么没有影响健康?为什么我们的血液可以救其他的病人?因为干细胞的存在。


我们的生长发育、新陈代谢,都是因为有这些最基本的细胞存在。


干细胞,第一可以无穷无尽地扩增、复制,第二可以分化成为它想成为的所有的细胞类型,这就是干细胞最核心的基本的概念。






01

认识神奇的干细胞



如果把细胞来源简单地分一下类的话,以出生为界,我们会接触到三类不同的干细胞。


第一类是来自于成体组织的干细胞,称为成体干细胞。比如说长成皮肤的真皮干细胞,长成毛发的毛囊干细胞,这些都归到成体干细胞的范畴。

第二类是可以长成所有组织和器官的这类干细胞,称为人胚干细胞,或者胚干细胞。这一类的细胞具有更好的发育潜能,比如说可以长成所有的组织和器官。


还有一类是胎儿发育期阶段胎儿来源的干细胞,胎儿干细胞。随着发育的过程,这三类干细胞的分化、发育的潜能会越来越低。成体干细胞获得非常容易,人胚干细胞获取很艰难,在很多国家胎儿干细胞用于临床和研究是非法的。



02

发育的时钟可以逆转



正常情况下,发育的过程是单行线,但科学家总是想把那些奇思妙想,人们的所想变成一个现实,最想干的一件事情,发育的时钟是否可以逆转?


从一个已经衰老的细胞变成一个年轻的细胞,从已经发育的个体,变成一个可以重新再长一次的个体,这个过程有没有可能呢?


科学上是有可能的。这个技术叫诱导多能干细胞。



编辑视频点击此处



所谓可以逆转发育的时钟,其实就是将已经发育完成的细胞,通过一定的技术诱导,让它变成干细胞,重新开始发育。


2009年,这一逆转发育时钟的科学幻想,在中国科学院动物研究所的实验室变成了现实。


这只取名“小小”的黑色小鼠,就是利用诱导多能干细胞技术,用成体细胞培育出的小生命,它也是世界上第一只由皮肤细胞直接诱导“孕育”出的小鼠,并且有着正常的生殖和繁育能力。


“小小”虽小,但是它的意义是巨大的,第一次证明,这类细胞也是具有发育多能性和全能性的。



03

颠覆传统生殖理论



同性生殖的现象在动物中并不罕见,例如在爬行类的蜥蜴、两栖类的蛙,以及多种鱼类中,都有“孤雌生殖”现象,但是,“孤雄生殖”则极为罕见,迄今只在一种斑马鱼中发现有“孤雄生殖”。


然而,对高等哺乳动物,无论“孤雌生殖”或“孤雄生殖”都不存在。


长期以来,科学家一直试图弄明白其中的原因。周琪院士和他的团队结合单倍体干细胞技术和基因编辑技术,对这些问题进行探索,在成功培育孤雌小鼠之后,2018年,又培育出活的孤雄小鼠。



这是首次获得具有两个父系基因组的孤雄小鼠,证实了即便在最高等的哺乳动物中,“孤雄生殖”也是有可能实现的。


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