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克隆鼠“小小”的不凡之处

2009年,中国科学家周琪与曾凡一领导的研究团队在国际上首次利用诱导多能干细胞(iPS细胞)通过四倍体补偿技术成功培育出完全由iPS细胞来源的活体小鼠——“小小”。这一里程碑式的研究成果发表于《自然》杂志,直接证实了iPS细胞与胚胎干细胞具有相同的发育全能性,为干细胞生物学和再生医学奠定了重要基础。

iPS细胞是由体细胞(如皮肤成纤维细胞)通过导入特定转录因子(Oct4、Sox2、Klf4、c-Myc)重编程获得的多能干细胞,其优势在于避免了胚胎干细胞涉及的伦理争议。然而,iPS细胞是否真正具备胚胎干细胞的全能性一直是学界争论的焦点。所谓“全能性”,是指细胞能够分化形成生物体所有组织器官,包括胎盘等胚胎外组织。验证全能性的“黄金标准”即是能否仅由iPS细胞发育成完整、可育的活体个体。

周琪团队将小鼠成纤维细胞重编程为iPS细胞后,将其注入四倍体囊胚(由两倍体受精卵早期分裂抑制所得)中,再移植至代孕母鼠子宫。四倍体细胞只能形成胎盘等胚胎外组织,而胎儿的全部组织必须由注入的iPS细胞发育而来。最终,27只存活小鼠诞生,“小小”即为其中代表。后续实验证实,这些小鼠能够正常繁殖,产生健康后代,充分证明iPS细胞具备发育成完整个体的全能性。

自2009年以来,iPS细胞技术取得了飞跃式发展:诱导效率显著提高、安全性不断改善、临床应用逐步展开。2014年日本首次开展iPS细胞治疗年龄相关性黄斑变性临床试验;2018年全球首例iPS细胞来源的帕金森病细胞移植手术完成。然而,iPS细胞仍面临致瘤风险、遗传和表观遗传异常等挑战,其向临床转化仍需大量研究。

“小小”的成功不仅是中国科学界的一项重大成就,更开启了iPS细胞研究的新纪元。如今,iPS细胞已被广泛应用于疾病模型构建、药物筛选、毒性测试及个性化细胞治疗等领域,成为再生医学的核心工具之一。

(责任编辑:泉水)