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裴端卿研究員在實驗室工作中。(資料圖片)
記者從中國科學院獲悉:中國科學院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院裴端卿研究員領銜的研究團隊經過5年攻關,揭示了化學方法制備干細胞的科學原理,開發(fā)了簡單、高效、標準化制備干細胞的方法,為誘導多能干細胞的研究和優(yōu)化制備途徑提供了全新的科學視角和解決方案。相關成果已于近日在線發(fā)表在國際干細胞權威雜志《細胞·干細胞》上。
多能干細胞可以用于再生新的組織和器官,為疾病治療和再生醫(yī)學提供了“種子”細胞來源。為將體細胞誘導為多能干細胞,幫助人類了解細胞“變身”的奧秘,各國科學家都在努力開辟新方法。其中,科學家們利用化學小分子替代“山中伸彌因子”誘導出了多能干細胞,但存在步驟多、時間長、效率低、機理不清楚等缺點。
裴端卿科研團隊經過5年努力,開發(fā)出一套高效、簡單的化學小分子誘導多能干細胞的方法,即化合物誘導干細胞多能性。該方案僅需給細胞采用兩種不同的“藥水”依次“洗澡”,便可以將體細胞“返老還童”到干細胞的狀態(tài)。這一方法比之前的方案簡單、高效,將多能干細胞誘導效率從1%提升到4%,且所需的初始細胞量少;更重要的是,可以實現(xiàn)多種體細胞類型“返老還童”,包括在體外極難培養(yǎng)的肝細胞。
國家新藥篩選中心副主任謝欣表示,這一方法與常規(guī)的誘導方法區(qū)別顯著,有望成為誘導干細胞的常規(guī)方法,并為以后設計其他化合物小分子誘導干細胞提供了技術范本。
那么,這些神奇的“魔法藥水”是如何將成體細胞誘導到胚胎發(fā)育早期的多能干細胞狀態(tài)的?裴端卿解釋,在個體中,所有細胞都擁有同樣的染色質,但為何會形成形態(tài)各異、功能不同的各種細胞?原來,細胞在發(fā)生可識別的形態(tài)變化之前,就因受到約束而向特定方向分化,確定了其未來的發(fā)育命運。團隊研究發(fā)現(xiàn),細胞的命運受到細胞核內部的“信息中樞”染色質的狀態(tài)控制。細胞染色質的開放與關閉狀態(tài)總和,構成了決定細胞命運的狀態(tài)機制,這種情況就猶如計算機二進制的“密碼串”,進而將細胞“鎖”在了特定狀態(tài)。
裴端卿表示,由于沒有引入外源基因,該方法操作簡便、誘導過程條件均勻、所有成分明確、標準化,將為干細胞應用提供安全、高效的制備方法,具有廣闊的市場應用前景;與此同時,為開辟藥物誘導細胞命運轉變提供了新方向,將極大推動干細胞及再生醫(yī)學的發(fā)展,服務于我國的醫(yī)療與衛(wèi)生事業(yè)。
?。ㄔd于《經濟日報》 2018-04-22 06版)
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