周琪最新综述：干细胞与再生医学

　　

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生物通报道：多能干细胞(PSCs)具有发育的多潜能性, 可以分化为机体各种细胞类型, 是再生医学领域进行细胞替代治疗以及组织/器官再生的基础. 如何由终末分化的体细胞重编程获得病人特异的PSCs, 是再生医学领域的核心问题之一, 目前主要采取两种重编程策略：借助核移植技术由早期胚胎体外建系获得, 或通过诱导重编程技术获得.

来自中国科学院动物研究所，干细胞与生殖生物学国家重点实验室的周琪和王加强发表综述，概述了不同多能性等级PSCs的获得方法以及其在多能性机制研究中的应用, 并讨论PSCs通过异种嵌合实现组织/器官再造的潜在应用价值. PSCs的研究不仅推动了基础生物学研究的发展, 同时也为再生医学走向临床开辟了道路.

多能干细胞(pluripotent stem cells, PSCs)是再生医学领域最具潜力的种子细胞, 其具有发育的多潜能性, 不仅可以不断维持自我更新, 而且可以分化为机体各种类型的细胞. 从不同阶段的早期胚胎或流产胎儿或成体组织中, 可以分离获得多种不同潜能的PSCs, 但显然这受到资源的限制, 而且免疫排斥因素极大地限制了这些PSCs的临床价值.

重编程是细胞从一种基因表达谱转换为另一套不相关表达谱的过程, “滚落”模型描述得很贴切: 沿着既定轨道逆行或者跳转到其他轨道都是重编程. 通过重编程可以获得病人特异的具有较高多能性等级的PSCs, 这是再生医学走向临床的基础之一. 目前主要的重编程策略有两种, 一种是核移植, 一种是转录因子过表达(包括转分化及诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells, iPSCs)技术).

疾病模型制备, 包括多种疾病/治疗动物模型的构建以及获得具有“器官巢”(“organ niche’’, 给异种细胞提供某个器官发育的“巢穴”)的动物模型, 是再生医学领域关注的另一热点. 随着功能基因组学的发展及基因组边际技术的不断革新, 各种疾病/治疗动物模型陆续获得, 然而只有很少一部分模型具有临床应用价值. 人类器官再造依然是个科学难题, 无论是通过异种嵌合技术还是通过3D生物打印技术.

这篇文章重点介绍了重编程的多个途径和技术发展，以及作为疾病/治疗模型和器官缺陷模型的动物模型。作者介绍道，体细胞重编程解决了病人特异干细胞的来源问题, 推动了再生医学领域的发展. 重编程机制研究目前依然是基础研究的热点之一, 深入而全面地了解重编程机制将有助于更高多能性状态的人PSCs的获得, 也是为更安全、更有效的细胞替代治疗夯实基础.

在未来的几十年里, 再生医学领域将一如既往地致力于建立大动物及人的更高多能性状态的PSCs; 建立更接近临床应用的动物疾病/治疗模型及含“器官巢”的器官缺陷模型; 开发新的生物材料, 完善体外培养体系, 推动3D生物打印技术走向临床.

（生物通）

原文检索：

王加强, 周琪. 干细胞与再生医学. 中国科学: 生命科学, 2016, 46: 791–798, doi: 10.1360/N052016-00188
Wang J Q, Zhou Q. Derivation and applicationof pluripotent stem cells for regenerative medicine. Sci China Life Sci, 2016, 59: 576–583, do10.1007/s11427-016-5066-x