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中国人《Nature》全球首次证实iPS全能性

发布时间:2010年08月20日
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     7月23日,国际权威科学杂志《自然》(Nature)在线刊发了本实验室研究员、国家重大科学研究计划首席科学家曾凡一和中国科学院动物所研究员周琪等的合作研究成果,首次利用iPS细胞通过四倍体囊胚注射得到存活并具有繁殖能力的小鼠,从而在世界上第一次证明了iPS细胞的全能性。第一个出生的iPS小鼠被命名为“小小”(Tiny)。《自然》杂志社向全世界3000多家媒体公布了这一研究工作,并于7月22日举行了新闻发布会,30多家主流媒体机构出席了新闻发布会,对该项工作给予了高度评价。
    iPS细胞全称为诱导性多能干细胞(induced pluripotent stemcell),是由体细胞诱导而成的干细胞,具有和胚胎干细胞类似的发育多潜能性。2006年7月,日本科学家首次宣布发明了将小鼠皮肤细胞转化为多能干细胞的方法,2007年11月,美国和日本科学家将人类细胞诱导为iPS细胞,被《科学》杂志评为2008年世界十大科技进展之首。iPS细胞在生物和医学领域具有广阔的应用前景,有望成为实施器官再生医学和现代生物细胞疗法的重要细胞来源。
   但是iPS细胞是否真正拥有胚胎干细胞那样的多能性,从而在医疗应用上真正媲美胚胎干细胞呢?当研究人员按照检测胚胎干细胞多能性的方法将iPS细胞注射进正常的小鼠早期胚胎后,在小鼠出生后可以得到部分身体组织由iPS细胞发育而来嵌合体小鼠;但是当应用验证细胞是否具有全能性的方法,将iPS细胞注射进四倍体的小鼠早期胚胎(没有进一步发育能力,仅提供营养环境的胚胎),再种入代孕母鼠体内,观察iPS细胞能否和胚胎干细胞一样发育成活体小鼠时,先前的研究始终未能成功,iPS细胞形成的小鼠胎儿均在怀孕早期至晚期死亡,而这正是验证iPS细胞是否具有全能性的“黄金标准”。
   研究组制备了37株iPS细胞,利用其中6株iPS细胞系注射了1500多个四倍体胚胎,最终3株iPS细胞系获得了共计27个活体小鼠,经多种分子生物学技术鉴定,证实该小鼠确实从iPS细胞发育而成,最长的小鼠至今已存活了9个多月,有些iPS小鼠现已繁殖了第二代和第三代数百只小鼠,这些小鼠生长发育良好。这是世界上第一次获得完全由iPS细胞制备的活体小鼠,它们具有正常的生殖和繁育能力,有力地证明了iPS细胞具有真正的全能性。该工作为进一步研究iPS技术在干细胞、发育生物学和再生医学领域的应用提供了技术平台,将iPS细胞研究推到了新的高度。也为中国在这一国际热点研究领域作出了重要的贡献。

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