中国科学院动物研究所生殖生物学国家重点实验室和遗传与发育研究所植物基因组学重点实验室的研究人员发现了一种新型方法,能够判断成体细胞或分化细胞是否成功重编程为原始类胚胎细胞。这种细胞在治疗领域具有广阔应用前景。该研究成果发表在《Journal of Biological Chemistry》杂志上。
研究由中科院动物研究所周琪研究员领导。周琪长期致力于克隆技术研究,在国际知名学术期刊上发表多篇高影响力论文,并获国际转基因研究genOway奖,为我国动物克隆和胚胎干细胞研究做出突破性贡献。
诱导多功能干细胞(iPS细胞)是通过重编程技术将成体细胞转化为具有胚胎干细胞特性的细胞。此类细胞能够分化为多种组织细胞,避免了胚胎干细胞研究的伦理争议,在医疗领域具有巨大潜力。
2022年,中国科学家利用iPS细胞成功培育出活体小鼠,被《自然》杂志誉为“为克隆成年哺乳动物开辟了一条全新道路”。周琪团队在其中发挥关键作用,通过将重编程小鼠成体细胞注入胚胎,获得27个存活个体,证明iPS细胞与胚胎干细胞具有相似的多能性。
然而,研究发现并非所有iPS细胞均具备完美多能性。为解决这一问题,周琪团队联合中科院遗传发育所生物信息学家王秀杰研究员,在小鼠基因组中发现Dlk1-Dio3基因组区域及其编码的一大簇miRNA,其表达水平与细胞多能性密切相关。
通过Solexa技术分析胚胎干细胞及不同多能性水平iPS细胞的小RNA表达谱,研究人员发现约50个miRNA在该区域编码,且在多能性不同的干细胞系中表现出显著表达差异。这一标记物可用于早期区分多能性水平,提高完全多能性iPS细胞产量,促进其在疾病治疗中的应用。
周琪表示,iPS细胞技术的关键在于有效性和安全性。当前研究已初步验证其有效性,但安全性仍需进一步探索。“我相信,iPS细胞研究将朝着更安全、更高效的方向发展。”