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成功构建小型藏香猪iPS细胞系

将成体皮肤细胞“重编程”为类似干细胞的技术是一项重大科学发现,它为研究胚胎干细胞应用潜力提供了一条不受伦理问题阻碍的方法。目前,有研究者利用成体猪构建了这种重编程干细胞。由于猪是一种生理上与人类非常相似的大动物,所以该工作为研究这种新型“诱导多能干细胞”(iPS)技术的治疗性潜力提供了一种很有价值的模型。

科学家们已经利用多种动物成功构建iPS细胞,包括小鼠和人类。这两种系统都能帮助研究者回答关于这些细胞的许多生物学和遗传学问题,但是距离临床仍存在着障碍。在未通过动物模型的安全性和有效性检测之前,不能在人体中检测这些iPS细胞,但是由于体型、生理以及寿命等方面的差异,小鼠并不是一种理想的动物模型。因此,寻找更接近人类生理的大动物模型成为iPS临床前研究的关键。

中国科学院广州生物医药与健康研究院裴端卿及其同事们找到了一种更好的临床前动物模型:小型藏香猪。这种大型动物与人类有极为相似的生物学特性,例如器官大小、代谢速率和免疫系统,它们在医药领域已经有了不少的贡献,如:利用猪胰岛素治疗糖尿病或利用猪心脏瓣膜进行外科移植。研究团队通过改进经典的Yamanaka因子(Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc)递送方法,优化了重编程条件,成功从藏香猪的成体成纤维细胞中诱导出多能干细胞系。

生化分析表明,这些细胞表达的关键蛋白质(如碱性磷酸酶、NANOG、SSEA-4等)能够证明它们是“干细胞”,而且具有分化为三个胚层(内胚层、中胚层、外胚层)细胞的能力,即具备多能性。更重要的是,与其他动物相比,这种猪iPS细胞更容易与人干细胞整合,这进一步证明了它们在临床前研究中的价值。例如,在嵌合体实验中,猪iPS细胞能够高效地整合到猪早期胚胎中,形成嵌合体组织。

研究者们认为,猪iPS这项令人激动的新兴技术的出现,将会使干细胞领域迅速发展,加速iPS细胞在疾病建模、药物筛选和再生医学中的临床应用转化。该工作为利用大动物模型评估iPS细胞的安全性和有效性奠定了坚实基础。

(责任编辑:泉水)