专访徐洋：BAC助力干细胞研究

加州大学圣地亚哥分校的徐洋（Yang Xu）教授1989年毕业于武汉大学，之后赴美求学，获得哈佛大学的博士学位，并在麻省理工学院完成博士后的研究工作，目前任加州大学圣地亚哥分校生物系终身正教授，以及国家自然科学基金海外评委。

　　

生物通报道：来自加州大学圣地亚哥分校的研究人员发展了一种能对人类胚胎干细胞进行遗传修饰的新方法，这种方法利用细菌人工染色体（bacterial artificial chromosomes，BAC）更换缺陷基因，从而有可能实现干细胞系的快速基因修饰，用于人类遗传疾病，以及治疗手段筛选的研究。这一研究成果公布在《Cell Stem Cell》杂志上。

领导这一研究的是加州大学圣地亚哥分校的徐洋（Yang Xu）教授，其1989年毕业于武汉大学，之后赴美求学，获得哈佛大学的博士学位，并在麻省理工学院完成博士后的研究工作，目前任加州大学圣地亚哥分校生物系终身正教授，以及国家自然科学基金海外评委。

徐洋研究组主要从事哺乳动物细胞，尤其是胚胎干细胞和诱导性全能干细胞与癌细胞活动关联的研究工作，他表示，“这一新工具拓宽了整个人类胚胎干细胞研究领域，目前能对人类胚胎干细胞进行有效遗传学分析的工具十分有限。”

为了更深入了解这一研究成果和这一重要工具，生物通特采访了徐博士，就读者感兴趣的一些问题请教了他。

生物通：迄今为止，大多数尝试改变细胞遗传修饰的方法效率都太低，您能谈一下贵研究组这项最新成果的突破点在哪里吗？

徐博士：人类胚胎干细胞与小鼠胚胎干细胞不同，后者来源于近交系（inbred strain），而人类胚胎干细胞具有变化多端的遗传多样性背景，这极大的降低了标准靶向载体同源重组的效率。

我们这项研究的突破点在于，通过调整包含有大量人类基因组DNA的细菌人工染色体，在人类胚胎干细胞中实现了遗传操作。

生物通：实验研究过程中主要采用的技术有哪些？最重要的技术点在哪里？

徐博士：这项研究主要技术包括对细菌BAC进行遗传操作，使BAC可用于人类胚胎干细胞，以及利用连接介导PCR（ligation-mediated PCR）筛选同源重组。

生物通：在这项研究中，贵研究组通过了哪些实验证明了新方法的有效性？

徐博士：我们通过BAC靶向载体成功获得了不同基因位点，包括ATM, p53, HPRT，在不同人类胚胎干细胞系（HUES9和H9）的高效率同源重组，这证明了这一方法可以被广泛采用。

生物通：这项成果对于胚胎干细胞研究具有重要的意义，进一步是否能应用于临床？如果要应用到临床，是否还存在一些阻碍？

徐博士：有效的遗传操作有利于基因位点的标记，从而可以用于识别和纯化人类胚胎干细胞来源的细胞。

生物通：贵研究组主要的研究范围包括什么，是否有计划和国内实验室合作？是否接受国内学生申请？

徐博士：我的实验室主要研究方向包括，在维持哺乳动物细胞（尤其是胚胎干细胞和诱导全能性干细胞）基因组稳定过程中扮演重要角色的肿瘤抑制途径（实验室网址：http://biology.ucsd.edu/faculty/xu.html）。

我希望能有机会与国内同事进行合作，并且我也担任了多年的中国国家自然科学基金海外评委。我本科期间就读于武汉大学，近期我也建立了一个武汉大学与加州大学圣地亚哥分校联合博士培养计划，方便国内外学术交流。我已接受，并且也乐意在未来接受中国学生来我们实验进行科学研究。

生物通：您作为一个业已成功的研究人员，期望申请学生具备哪些素质？

徐博士：我希望这些学生具有生物医药研究的激情，学术道德感和持之以恒的精神。

（生物通：王蕾）

原文摘要：
Modeling Disease in Human ESCs Using an Efficient BAC-Based Homologous Recombination System

Although mouse models have been valuable for studying human disease, the cellular and physiological differences between mouse and human have made it increasingly important to develop more relevant human disease models for mechanistic studies and drug discovery. Human embryonic stem cells (hESCs), which can undergo unlimited self-renewal and retain the potential to differentiate into all cell types, present a possible solution. To improve the efficiency of genetic manipulation of hESCs, we have developed bacterial artificial chromosome (BAC) based approach that enables high efficiency homologous recombination. By sequentially disrupting both alleles of ATM or p53 with BAC targeting vectors, we have established ATM/ and p53/ hESCs as models for two major human genetic instability syndromes and used the generated cells to reveal the importance of p53 in maintaining genome stability of hESCs. Our findings suggest that it will be feasible to develop genetically modified hESCs as relevant human disease models.