我科學家在世界上首次利用iPS細胞培育出健康小鼠

2020-11-30 中國科學院

7月23日,《自然》在線刊發了中國科學院動物研究所周琪研究員領導的研究組和上海交通大學醫學院曾凡一教授領導的研究組共同完成的研究成果,他們首次利用iPS細胞通過四倍體囊胚注射得到存活並具有繁殖能力的小鼠, 從而在世界上第一次證明了iPS細胞的全能性。

利用iPS細胞通過四倍體囊胚注射得到存活並具有繁殖能力的小鼠

iPS細胞全稱為誘導性多能幹細胞,是由體細胞誘導而成的幹細胞,具有和胚胎幹細胞類似的發育多潛能性。2006年7月,日本科學家首次宣布發現了將小鼠皮膚細胞轉化為多能幹細胞的方法,2007年11月,美國和日本科學家將人類細胞誘導為iPS細胞,被《科學》雜誌評為2008年世界十大科技進展之首。iPS細胞在生物和醫學領域具有廣闊的應用前景,有望成為實施再生醫學和細胞治療的重要細胞來源。

iPS的研究突飛猛進,但是iPS細胞是否真正擁有胚胎幹細胞一樣的全能性? 是否能夠真正媲美胚胎幹細胞呢?當將胚胎幹細胞注射進四倍體的小鼠早期胚胎(沒有進一步發育能力,僅提供營養環境的胚胎),再移植入代孕母鼠體內,胚胎幹細胞可以發育成正常的小鼠,4倍體囊胚注射方法是驗證細胞是否具有全能性的「 黃金標準」 。但是之前的研究發現,iPS細胞不能像胚胎幹細胞一樣通過4倍體囊胚注射發育成活體小鼠,iPS細胞注射後形成的小鼠胎兒在懷孕早期至晚期全部死亡,這些結果表明iPS細胞尚不具有全能性。

周琪等製備了37株iPS細胞,利用其中6株iPS細胞系注射了1500多個四倍體胚胎,最終3株iPS細胞系獲得了共計27個活體小鼠,經多種分子生物學技術鑑定,證實該小鼠確實從iPS細胞發育而成,有些小鼠現已發育成熟並且繁殖了後代,這是世界上第一次獲得完全由iPS細胞製備的活體小鼠,有力地證明了iPS細胞具有真正的全能性。這項工作為進一步研究iPS技術在幹細胞、發育生物學和再生醫學領域的應用提供了技術平臺,將iPS細胞研究推到了新的高度,也為中國在這一國際熱點研究領域做出了重要的貢獻。

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