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猪可能成为人类器官的供体

来源:科学时报
摘要:6月3日,《分子细胞生物学报》(JMCB)提前在线发表了中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所分子细胞生物学重点实验室博士研究生吴昭和陈霁君共同完成的关于建立和鉴定猪诱导多能干细胞(iPS细胞)的重要研究工作,“这种细胞就像胚胎干细胞一样,有能力发育成身体中任何类型的器官和组织”。该研究成......

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        6月3日,《分子细胞生物学报》(JMCB)提前在线发表了中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所分子细胞生物学重点实验室博士研究生吴昭和陈霁君共同完成的关于建立和鉴定猪诱导多能干细胞(iPS细胞)的重要研究工作,“这种细胞就像胚胎干细胞一样,有能力发育成身体中任何类型的器官和组织”。该项工作是在生化与细胞所研究员肖磊博士指导下完成的。



  多家外国媒体包括法新社、路透社、《泰晤士报》等均在第一时间报道了此项成果,并称这一成果为世界上首个成功实验案例。伦敦大学学院再生医学教授克里斯·梅森评论说,这一研究成果将在10年内发挥医学作用。



  肖磊告诉记者,这项研究成果发表在牛津大学出版社和中科院合作新办的《分子细胞生物学报》上。出版方于英国当地时间6月3日凌晨零时向媒体公布了这项研究取得成功的消息。这是全世界首次使用有蹄类动物的体细胞(不是精细胞或卵细胞)培育出多能干细胞。该研究成果对动物和人类健康均有深远影响,它可能为建立人类遗传病模型、培育供人类器官移植的转基因动物、开发耐受猪流感等疾病的猪开创一条道路。



  在本项工作中,研究人员成功运用可诱导(Tet-on/off系统)的慢病毒表达系统表达转录因子把猪成体细胞成功地重编程到多能干细胞状态,从而成功培育出“多才多艺”的诱导多能干细胞。这是一只10周龄的丹麦长白猪,白毛、长身体、长鼻子、大垂耳。研究人员以一种病毒为运输工具,把重编程因子的混合物送入细胞,这些细胞发生了变化并在实验室中发育成了胚胎样干细胞群。经过进一步筛选、鉴定,最终获得符合多能干细胞标准的猪iPS细胞系。这些细胞系形态类似人类胚胎干细胞,具有跟人类胚胎干细胞类似的干细胞标记基因的表达,具有很高的端粒酶活性,并具有正常的核型;进一步的测试证明,这些干细胞可以发育成胚胎样干细胞群,并可以分化成胚胎的三层细胞类型:内胚层、中胚层和外胚层,这是所有胚胎干细胞都具有的能力。这一研究成果意味着科学家继续培育来自猪或其他有蹄类动物胚胎的胚胎干细胞将变得更加容易。



  这是世界上第一次报道经过严格证明的有蹄动物多能干细胞,对人类和动物健康具有广泛的意义。肖磊表示:“猪在形态和功能方面与人类相当类似,而且器官尺寸与人类器官在很大程度上类似。猪的多能干细胞有许多用途,诸如准确改造用于器官移植治疗的转基因动物。我们可以用它来修改猪的与免疫有关的基因,从而让猪的器官与人类免疫系统兼容。这些猪可以成为患者的器官供体,不会引发来自患者自身免疫系统的有害反应。”



  肖磊说,可以利用胚胎干细胞或诱导多能性干细胞,改良猪体内与免疫有关的基因,让猪的器官与人体免疫系统不相互产生排斥。这样我们就能把猪作为移植器官的提供者,为需要的病人移植相应器官,并且可以避免发生免疫系统排斥反应。猪的多能性干细胞系还可以用于建立人类遗传病的模型。许多人类疾病,诸如糖尿病是由基因表达障碍造成的。可以修改干细胞中的猪的基因,并培育出携带同样基因障碍的猪,从而让它们具有和人类患者类似的症状。然后就有可能使用这种猪模型开发治疗这种疾病的疗法。猪iPS细胞的建立还有助于促进猪胚胎干细胞的建立,并且有望直接用于产生基因修饰的猪。



  除了对于猪和人类的医学应用,这一成果还可以通过修饰生长相关基因改变和促进猪的生长,从而促进畜牧业发展。



  此项研究工作得到了科技部发育与生殖重大科学研究计划和上海市科委等的大力支持。
作者: 2009-6-7
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