近日，在國(guó)際期刊《細(xì)胞》上發(fā)表的一項(xiàng)最新研究中，來(lái)自中國(guó)上海的研究人員利用一種改進(jìn)的體細(xì)胞核移植技術(shù)，率先克隆出第一批非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物——食蟹猴。研究人員希望這種改進(jìn)的技術(shù)可以用來(lái)培育基因相同的靈長(zhǎng)類動(dòng)物，從而為癌癥等人類疾病提供更好的動(dòng)物模型。
那么，近年來(lái)體細(xì)胞研究領(lǐng)域還有哪些重要的研究成果值得關(guān)注呢？本文中小編整理了相關(guān)研究，分享給大家！
【1】重磅！世界上首例體細(xì)胞克隆猴在中國(guó)誕生
doi：10.1016/
克隆羊多利出生于1996年7月5日，并于1997年首次向公眾公開(kāi)。被美國(guó)雜志《科學(xué)》評(píng)為1997年世界十大科技進(jìn)步第一項(xiàng)，也是當(dāng)年最受矚目的國(guó)際新聞之一。在培育多莉羊的過(guò)程中，科學(xué)家采用了體細(xì)胞克隆技術(shù)，也稱為體細(xì)胞核移植(SCNT)。SCNT是動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)的一種常用技術(shù)手段，它涉及將供體體細(xì)胞核移植到去核卵母細(xì)胞中，使后者在沒(méi)有精子穿透等性過(guò)程(即無(wú)性生殖)的情況下被激活、分裂并發(fā)育成一個(gè)新的胚胎，這個(gè)胚胎最終發(fā)育成一個(gè)動(dòng)物個(gè)體。
克隆羊多莉出現(xiàn)后，科學(xué)家們又相繼克隆了狗、豬、貓、牛等20多種動(dòng)物。克隆，這個(gè)以前只出現(xiàn)在科研領(lǐng)域的名詞，已經(jīng)廣為人知。但在此之前，人們不能克隆活著的靈長(zhǎng)類動(dòng)物。
現(xiàn)在，在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自中國(guó)上海的研究人員利用改進(jìn)的SCNT技術(shù)，在世界上首次克隆出第一只非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物——食蟹猴。他們希望利用這種改進(jìn)的技術(shù)培育基因相同的靈長(zhǎng)類動(dòng)物群體，以便為癌癥等人類疾病提供更好的動(dòng)物模型。這項(xiàng)技術(shù)也可以與CRISPR-Cas9等基因編輯工具結(jié)合使用，以培養(yǎng)帕金森病等轉(zhuǎn)基因人類疾病的靈長(zhǎng)類動(dòng)物大腦模型。相關(guān)研究成果于2018年1月24日在線發(fā)表在《細(xì)胞雜志》上。論文題目是“體細(xì)胞核移植克隆獼猴”。
【2】Science：華人團(tuán)隊(duì)解決異種器官移植難題
最近《科學(xué)》雜志在線發(fā)表了一篇重量級(jí)的研究。來(lái)自浙江大學(xué)、云南農(nóng)業(yè)大學(xué)、重慶第三軍醫(yī)大學(xué)、哈佛大學(xué)等科研機(jī)構(gòu)和公司的團(tuán)隊(duì)利用CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)，一舉解決了豬器官移植到人體的關(guān)鍵問(wèn)題。這項(xiàng)研究的通訊作者是2017年全球青年領(lǐng)袖、80后科學(xué)家楊鹿晗博士。
器官移植影響著全世界數(shù)百萬(wàn)人的生活。以美國(guó)為例。此時(shí)此刻，排隊(duì)等待器官移植的患者高達(dá)12萬(wàn)人。但每年能移植的器官數(shù)量非常有限，成功實(shí)施的器官移植手術(shù)只有3萬(wàn)多例。據(jù)估計(jì)，2016年，每天有22名患者在等待器官移植時(shí)死亡。
在20世紀(jì)90年代，醫(yī)學(xué)研究人員試圖解決這個(gè)問(wèn)題。他們的策略是異種移植，即將動(dòng)物器官移植到人體內(nèi)。在這些動(dòng)物中，豬的器官在大小和功能上與人體器官接近，因此引起了研究者的關(guān)注。然而，豬的基因組中含有內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒(PERV)的序列，對(duì)人體有潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)。將豬的器官直接移植到人體內(nèi)，可能會(huì)導(dǎo)致新疾病的傳播。幾十年來(lái)，科學(xué)家們一直試圖解決這個(gè)問(wèn)題。
【3】Cell Stem Cell：核移植技術(shù)重編程能力比誘導(dǎo)型多能干細(xì)胞技術(shù)更強(qiáng)
doi：10.1016/
近日，高紹榮博士的實(shí)驗(yàn)室在《Cell Stem Cell》雜志上發(fā)表了一篇題為《通過(guò)核移植復(fù)制的多能細(xì)胞相對(duì)于誘導(dǎo)多能干細(xì)胞顯示出增強(qiáng)的端粒再生》的網(wǎng)絡(luò)文章。
體細(xì)胞核移植和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞是體細(xì)胞重編程的兩種最重要的技術(shù)。核移植技術(shù)和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞在重編程能力上是否存在差異，一直是備受關(guān)注的問(wèn)題。2009年，高紹榮實(shí)驗(yàn)室通過(guò)四倍體互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)，獲得了所有由ips細(xì)胞發(fā)育而來(lái)的小鼠，證明了誘導(dǎo)多能干細(xì)胞與核移植胚胎干細(xì)胞一樣具有多能性。然而，這是來(lái)自健康個(gè)體的體細(xì)胞用作供體細(xì)胞的情況。未來(lái)體細(xì)胞重編程應(yīng)用于臨床研究時(shí)，將主要針對(duì)患者而非健康個(gè)體。那么用缺陷細(xì)胞做供體細(xì)胞，核移植技術(shù)和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的重編程能力有區(qū)別嗎？
在本文中，作者使用端粒酶敲除(Terc-/-)小鼠作為模型來(lái)模擬人類衰老過(guò)程中端粒和線粒體的功能障礙。端粒和線粒體功能障礙在衰老相關(guān)疾病的發(fā)生中起著重要作用。建立了Terc-/-小鼠核移植胚胎干細(xì)胞系(ntESCs)和誘導(dǎo)多能干細(xì)胞系(ipsCs)。
【4】中國(guó)科學(xué)家建立單倍體體細(xì)胞遺傳篩選體系
單倍體細(xì)胞在轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的遺傳篩選和育種中具有重要價(jià)值。以往的研究獲得了哺乳動(dòng)物的單倍體胚胎干細(xì)胞，但單倍體胚胎干細(xì)胞在體外培養(yǎng)和分化過(guò)程中會(huì)發(fā)生自發(fā)加倍，這將對(duì)單倍體體細(xì)胞遺傳篩選體系的建立提出挑戰(zhàn)。
中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所研究員周琦通過(guò)活細(xì)胞觀察證實(shí)，單倍體胚胎干細(xì)胞在分裂過(guò)程中發(fā)生有絲分裂滑脫，使細(xì)胞從中期直接進(jìn)入間期，導(dǎo)致加倍。用調(diào)控中期關(guān)鍵靶點(diǎn)的小分子抑制劑篩選發(fā)現(xiàn)，CDK1和ROCK途徑是調(diào)控單倍體胚胎干細(xì)胞加倍的關(guān)鍵途徑。通過(guò)添加ROCK抑制劑，單倍體胚胎干細(xì)胞可分化為三胚層的單倍體體細(xì)胞，包括神經(jīng)干細(xì)胞(可進(jìn)一步分化為成熟神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞)、心肌細(xì)胞和胰島細(xì)胞。PiggyBac轉(zhuǎn)座子系統(tǒng)構(gòu)建的神經(jīng)細(xì)胞單倍體突變體庫(kù)可用于篩選神經(jīng)毒素Mn2的抗性基因，并證實(shí)Park2在神經(jīng)細(xì)胞抵抗Mn2神經(jīng)毒性的過(guò)程中起重要作用。
【5】Stem Cell Rep：科學(xué)家利用干擾重編程技術(shù)成功將成體細(xì)胞轉(zhuǎn)化成為祖細(xì)胞樣細(xì)胞
DOI：10.1016/
一種被稱為中斷重編程的改良ips方法可以執(zhí)行一種高度可控、更安全和成本有效的策略，從成人細(xì)胞生成祖細(xì)胞。近日，發(fā)表在國(guó)際期刊《干細(xì)胞》上的一篇研究報(bào)告報(bào)道，來(lái)自加拿大的研究人員成功地將成年小鼠的呼吸道細(xì)胞(俱樂(lè)部細(xì)胞)轉(zhuǎn)化為大量純化的誘導(dǎo)祖細(xì)胞樣細(xì)胞(iPL細(xì)胞)。這些細(xì)胞可以保留其父母細(xì)胞譜系的殘留記憶，因此可以產(chǎn)生成熟的俱樂(lè)部細(xì)胞。此外，這些細(xì)胞有望用作治療囊性纖維化小鼠的細(xì)胞替代療法。
多倫多大學(xué)的研究員湯姆沃德?tīng)栒f(shuō)，再生醫(yī)學(xué)關(guān)鍵道路上的主要障礙之一是缺乏合適的細(xì)胞來(lái)恢復(fù)身體的功能或修復(fù)損傷。在這種方法中，我們首先純化我們想要純化的細(xì)胞類型，然后將其祖細(xì)胞特征賦予其操作。這些細(xì)胞可以快速生長(zhǎng)并產(chǎn)生某些類型的細(xì)胞。雖然已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展，但這些方法仍有一些局限性，如理想細(xì)胞類型的產(chǎn)量和純度低，以及在未發(fā)育細(xì)胞中形成腫瘤的可能性。目前，還沒(méi)有針對(duì)所有細(xì)胞類型的標(biāo)準(zhǔn)方法，基于患者自身來(lái)源的多能細(xì)胞的個(gè)體化治療仍然非常昂貴和耗時(shí)；研究員沃德?tīng)栒f(shuō)，多年來(lái)，我們一直在尋找有效治療肺部疾病的細(xì)胞療法。關(guān)鍵是如何獲得合適的細(xì)胞類型。為了避免排斥反應(yīng)，我們通常使用真實(shí)病人的細(xì)胞進(jìn)行研究。
【6】機(jī)器人操作體細(xì)胞克隆豬誕生
經(jīng)過(guò)兩個(gè)多月的等待，一份特殊的“親子鑒定”報(bào)告近日出爐。這13只克隆小豬與代孕母親沒(méi)有血緣關(guān)系，只與供體細(xì)胞有“親子關(guān)系”。這從醫(yī)學(xué)上標(biāo)志著世界首例機(jī)器人操作的體細(xì)胞克隆豬在天津誕生。
與以往的“手動(dòng)操作”克隆技術(shù)相比，這種機(jī)器人自動(dòng)“操縱”，用力更小，對(duì)細(xì)胞的損傷更小，精度更高。體細(xì)胞克隆技術(shù)成功與否的關(guān)鍵指標(biāo)——囊胚率也從10%提高到了20%。
“機(jī)器人操縱體細(xì)胞克隆豬”的研究來(lái)自南開(kāi)大學(xué)機(jī)器人研究所趙鑫教授領(lǐng)導(dǎo)的跨學(xué)科研究團(tuán)隊(duì)。體細(xì)胞克隆是改良生物品種的經(jīng)典方法之一。它去除普通品種卵母細(xì)胞的細(xì)胞核，注入優(yōu)良品種的體細(xì)胞，得到的后代必須是優(yōu)良品種。然而，成功率低是體細(xì)胞克隆技術(shù)發(fā)展的瓶頸。
南開(kāi)大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)啟動(dòng)科研項(xiàng)目，研制了集檢測(cè)、分析、操縱于一體的原位微量分析操縱儀，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人核移植過(guò)程，包括卵母細(xì)胞撥盤尋找極體、取核、體細(xì)胞注射三個(gè)部分。研究人員通過(guò)分析微操作工具與細(xì)胞接觸過(guò)程中的細(xì)胞應(yīng)力，分別實(shí)現(xiàn)了基于最小力的細(xì)胞撥動(dòng)和細(xì)胞核提取，保證了核移植過(guò)程中細(xì)胞應(yīng)力最小。
【7】Cell Stem Cell：新型混合劑可將成體細(xì)胞重編程為多能性干細(xì)胞
doi：10.1016/
近日，在國(guó)際知名期刊《細(xì)胞干細(xì)胞》(Cell Stem Cell)上發(fā)表的一篇研究論文中，來(lái)自希伯來(lái)大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)了一種新型混合物，可以高效誘導(dǎo)成體細(xì)胞轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量的多能干細(xì)胞；再生醫(yī)學(xué)是一個(gè)新的研究項(xiàng)目，涉及許多領(lǐng)域。其主要目的是通過(guò)細(xì)胞移植去除受損的細(xì)胞、組織或器官。因?yàn)榛谌祟惻咛サ母杉?xì)胞會(huì)引起一些倫理問(wèn)題，所以促進(jìn)成體細(xì)胞重編程為類胚胎細(xì)胞也是一種有效的方法。
誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPSCs)可以用來(lái)移除那些受損的細(xì)胞或組織。然而，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，成年細(xì)胞重編程的過(guò)程會(huì)引入遺傳異常，從而限制細(xì)胞在研究和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的有效性；為了制造ipsCs，研究人員將成年細(xì)胞暴露于胚胎干細(xì)胞的活性基因混合物中，然后誘導(dǎo)iPSCs分化為其他類型的細(xì)胞，如神經(jīng)細(xì)胞或肌肉細(xì)胞。然而，用于重新編程細(xì)胞的標(biāo)準(zhǔn)因子會(huì)導(dǎo)致高頻率的遺傳異常。
【8】Cell Stem Cell：高紹榮等體細(xì)胞重編程研究獲進(jìn)展
doi：10.1016/
北京生命科學(xué)研究院高少榮實(shí)驗(yàn)室在《Cell Stem Cell》雜志在線發(fā)表了題為《ipsc產(chǎn)生過(guò)程中tet1取代Oct4回歸DNA甲基化和羥基化在生殖中的重要作用》的文章。本文首次報(bào)道了Tet1和5hmC參與ips細(xì)胞誘導(dǎo)過(guò)程中內(nèi)源性O(shè)ct4基因的去甲基化和激活，進(jìn)一步證明Tet1可以替代外源性O(shè)ct4實(shí)現(xiàn)安全高效的體細(xì)胞重編程。
誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPS)通過(guò)在分化的體細(xì)胞中過(guò)量表達(dá)特定的轉(zhuǎn)錄因子，如Oct4(O)、Sox2(S)、Klf4(K)和c-Myc(M)，實(shí)現(xiàn)體細(xì)胞重編程。2009年，高紹榮的實(shí)驗(yàn)室通過(guò)四倍體補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)獲得了一只完全由OSKM iPS細(xì)胞發(fā)育而來(lái)的小鼠，證明了iPS細(xì)胞是真正的多能性。在隨后的幾年里，實(shí)驗(yàn)室一直致力于研究體細(xì)胞重編程的表觀遺傳機(jī)制。DNA的甲基化由DNA甲基轉(zhuǎn)移酶催化，主要產(chǎn)物是5-甲基胞嘧啶(5mC)。DNA甲基化作為一種重要的表觀遺傳修飾，廣泛參與基因表達(dá)的調(diào)控和組蛋白修飾的建立。
【9】Cell：剔除Jmjd3基因或可將成熟體細(xì)胞高效編程為干細(xì)胞
doi：10.1016/
近日，在國(guó)際期刊《細(xì)胞》上發(fā)表的一份研究報(bào)告中，來(lái)自衛(wèi)理公會(huì)醫(yī)學(xué)研究所的研究人員透露，去除遺傳障礙可以將成熟體細(xì)胞轉(zhuǎn)化為干細(xì)胞的效率提高10至30倍。研究人員王(音)表示，6年前，研究人員發(fā)現(xiàn)成熟的體細(xì)胞可以轉(zhuǎn)化為誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(ipsCs)，這樣患者就可以將自己的細(xì)胞重新編程為多能干細(xì)胞來(lái)治療疾病，并在再生醫(yī)學(xué)中使用它們來(lái)模擬人類疾病。但成熟體細(xì)胞的重編程效率較低，阻礙了其臨床應(yīng)用。
在這項(xiàng)研究中，研究人員及其同事確定了一種由Jmjd3編碼的蛋白質(zhì)KDM6B，這種蛋白質(zhì)是干細(xì)胞轉(zhuǎn)化過(guò)程中的障礙。Jmjd3參與許多生化過(guò)程，包括神經(jīng)細(xì)胞的成熟和免疫細(xì)胞的分化。也是研究人員首次發(fā)現(xiàn)Jmjd3可以抑制體細(xì)胞的重編程過(guò)程，消除幼鼠成纖維細(xì)胞中的Jmjd3可以增強(qiáng)體細(xì)胞的重編程效率。
Helen Wang研究員表示，我們的研究揭示了Jmjd3在細(xì)胞重編程中的重要作用，也為理解Jmjd3-PHF20控制重編程的分子機(jī)制提供了幫助。
【10】Cell：體細(xì)胞重編程分子線路圖
DOI：10.1016/
由麻省總醫(yī)院和哈佛干細(xì)胞研究所的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際研究小組在新的研究中繪制了將體細(xì)胞重編程為誘導(dǎo)多能(ips)細(xì)胞的分子電路圖。相關(guān)論文發(fā)表在12月21日的期刊《細(xì)胞》 (Cell)上。
人胚胎干細(xì)胞在體外具有增殖和分化為多種細(xì)胞的潛能，可為再生醫(yī)學(xué)的替代療法提供充足的細(xì)胞來(lái)源。然而，受科學(xué)、倫理和法規(guī)問(wèn)題的限制，es細(xì)胞不能廣泛用作治療性移植材料。
2006年，京都大學(xué)山中伸彌的團(tuán)隊(duì)通過(guò)植入四個(gè)重新編碼的基因Oct3/4、Sox2、c-Myc和Klf4，將人類皮膚成纖維細(xì)胞重新編程為全能的胚胎樣干細(xì)胞。他們將這種重組細(xì)胞命名為iPS細(xì)胞。Ips細(xì)胞具有與es細(xì)胞相似的功能，比ES細(xì)胞有優(yōu)勢(shì)。iPS細(xì)胞可以由體細(xì)胞生成，從而繞過(guò)es細(xì)胞研究一直面臨的許多倫理和法律障礙。今年10月，山中伸彌因其突破性技術(shù)獲得了諾貝爾生理學(xué)/醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。
本文來(lái)自生物谷。更多信息，請(qǐng)下載生物谷APP()