化学小分子或开启治疗性克隆新时代

2013-11-20 15:10 来源: 科技日报
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  1997年克隆羊多莉的诞生点燃了人们对克隆技术造福人类健康的巨大热情,然而该技术的进一步应用受到人类卵母细胞来源的限制及对胚胎破坏带来的伦理制约。北京大学生命科学学院邓宏魁教授和赵扬博士带领的研究团队,用一种非常简单且更加安全的方法,将体细胞制成多潜能性干细胞。这一技术手段避免了上述风险,将极大地推动治疗性克隆的发展,即克隆组织和器官以用于疾病治疗。该成果今年7月发表在《科学》杂志上。

  此前,通过借助卵母细胞进行细胞核移植或使用导入外源基因的方法,哺乳动物体细胞被证明可以进行“重编程”获得“多潜能性”。这两项技术共同获得了 2012年诺贝尔生理学或医学奖。邓宏魁团队的方法则更简单和安全。他们仅使用4个小分子化合物的组合对体细胞进行处理,成功地将已特化的小鼠成体细胞诱导成为可以重新分化发育为心脏、肝脏、胰腺、皮肤、神经等多种组织和细胞类型的“多潜能性”细胞,并将其命名为“化学诱导的多潜能干细胞”。在实验中,他们利用这种新方法,将成年小鼠的肺部成纤维细胞培育成健康小鼠。

  邓宏魁告诉科技日报记者,该团队于2008年开始启动这个课题。当时诱导体细胞重编程至少需要向体细胞转入4个基因。经过两年努力,他们成功地用小分子化合物替代掉了其中3个基因,仅使用Oct4这一个基因就完成了体细胞重编程;并且在3个基因存在的情况下找到了小分子化合物来替代Oct4。

  然而,这些小分子的组合并不足以诱导出多潜能性干细胞。“我们为此设计了很多种研究方案,并且开展了大量的化合物筛选的工作。直到2011年年底,我们终于拿到第一株化学小分子诱导的多潜能性干细胞系,并且在2012年完成了所有课题的所有后续工作。随后,我们进一步分析了小分子化合物诱导体细胞重编程这一过程的分子机制。”邓宏魁说。

  他表示,该成果将为未来细胞治疗及器官移植提供理想的细胞来源,极大推动人类“克隆”组织和器官治疗疾病的医学研究。这一重大发现有助于人们更好地理解细胞命运决定和细胞命运转变的机制,使人类未来有可能通过使用小分子化合物的方法,直接在体内改变细胞命运。这样,治疗疾病所需要的细胞功能或许可以直接通过小分子化合物来重塑。如果这一目标得以实现,很多难以治疗的疾病将会得到新的解决方案,整个再生医学领域也将会发生新的变革。

  他透露,接下来他们将进一步优化小分子化合物诱导细胞重编程的方法,获得符合临床应用标准的多潜能性干细胞,并将其诱导定向分化为胰岛细胞、肝脏细胞等功能细胞,为这一技术的临床应用铺平道路。