生物学前沿,干细胞研究——裴端卿:用细胞重塑生命


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编辑/李葳
  从人体尿液中提取稳定的多能干细胞,并成功在小鼠体内培育出了人类的再生牙齿,这些曾经被人们认为是科幻电影的情节正在实验室中变为现实。人体器官的再生就此开辟出一个让人惊喜的远景:各个器官都能通过这种干细胞培育的方式形成。我们就一起来认识生命再生科学的领航者——中国科学院广州生物医药与健康研究院院长裴端卿。
  裴端卿,50岁,我国多能干细胞与再生医学领域专家。身为全球率先利用人诱导多能干细胞获得成型器官的科学家,他的主要工作就是利用细胞技术和人类的衰老、疾病作斗争。
利用尿液里的细胞再造一颗牙齿
  这是一个成熟健全的体细胞,裴端卿给细胞注入多能性因子,这样一来体细胞就一下子返老还童,回到了受精仅仅5到6天的胚胎时期状态。这个状态的胚胎干细胞一身多能,具有很强的重塑能力,能发育成人体的各种器官。2011年,裴端卿给自己的科研团队定了一个充满挑战的计划:利用尿液里的细胞再造一颗人类的牙齿。

  裴端卿:这个跟我个人有一些关系,我刚好掉了一颗牙。牙齿比较特殊,是把一团细胞慢慢地矿物质化后,成为一个比较闪亮的、很坚固的器官。
  我之所需就是他人之所需,也是人类之所需,这也是一个科学家从自身需要出发,济世天下的担当。几个从尿液里提取出的体细胞承担起一个艰巨而神圣的使命:它们要变身成一颗坚硬的牙齿。
经历数千次失败仍未放弃 失败时反而会很兴奋
  裴端卿团队列出了上百种可能的牙齿再造方案,从中,他们又筛选出了十种方向进行探索,每一个方向都进行了数百次尝试,而每一次尝试都以失败告终。裴端卿始终以激励作为回应。他说,越失败,才要越向前。

  裴端卿:有时候没有做成的时候,我们反而感觉到很兴奋,这个很兴奋就是过去的很多想法是错的,可能是揭示了以前不知道的奥秘。
  经过数千次的实验,在不断地失败中,大家发现,将这个看似万能的“多功能干细胞”直接和牙齿的成牙细胞结合似乎很难行得通。
  裴端卿:当时我们就说换一个思路吧,就是我们把尿源来的多能干细胞先分化成比较重要的上皮细胞,这个上皮细胞再结合,看是不是能够形成牙齿。
  裴端卿团队开始按照新的思路,利用干细胞合成牙齿。三周过去了,成牙终于形成。它具有人的染色体基因、符合人类牙齿的正常结构,研究取得了重大突破。
胚胎干细胞培育成为人类神经细胞 有望治疗老年痴呆

  再生牙的成功使胚胎干细胞的重塑有了更多的可能,这些干细胞与滋养细胞共同培养,可以进一步变成血液细胞、骨细胞、皮肤细胞、肝细胞,以及神经细胞等多种组织细胞。
  目前,他们已经能够将尿液中提取的多能干细胞培育成为人类的神经细胞,并成功在实验室治疗了小鼠的神经系统疾病。
  裴端卿介绍,这项研究在将来很有可能能够治疗帕金森病、老年痴呆。
  2004年,裴端卿从美国留学回国,来到广州生物医药与健康研究院,那时,他是全院第一个研究员。而今天,由他主导的多能干细胞研究项目已经汇集了国内外大批科学家,变成了拥有36个研究员的多国编队。由中国科学家主导的世界级的科研项目开始汇聚世界级的精英人才。
  十年来,裴端卿的70多篇论文发表在国际知名学术期刊上,并两次登上《细胞干细胞》杂志封面文章,推动了国际对多能干细胞领域的研究。在中科院组织的国际评估委员会对他的评估报告上这样写道:裴端卿博士在再生医学领域取得了多项具有重大影响力的发现,在全世界范围内,他已经成为该领域的一位引领者。
  裴端卿:干细胞虽小,但是它蕴藏着无数的生命的奥秘,研究这些奥秘找出规律,最终能够造福人类的健康,这是我们科研工作者的一种责任,也是我做科研工作的一种梦想。
知识简介:干细胞
什么是干细胞
是具有增殖和分化潜能的细胞,具有自我更新复制的能力,能够产生高度分化的功能细胞。具有再生各种组织器官和人体的潜在功能,医学界称为“万用细胞”。
干细胞作用
●自我修复能力
●恢复细胞再生能力
●改善人体各项生理机能
●激活休眠细胞
●替换疾病细胞和衰老细胞
●提高全身细胞活性等
干细胞分类及特点
●分类:按照发育阶段分为胚胎干细胞(Embryonic Stem Cell)和成体干细胞(Adult Stem Cell)。
●特点:在细胞分化的过程中,细胞往往由于高度分化而完全失去了再分裂的能力,最终衰老死亡。机体在发展适应过程中为了弥补这一不足.保留了一部分未分化的原始细胞,称之为干细胞。一旦生理需要,这些干细胞可按照发育途径通过分裂而产生分化细胞。
1
胚胎干细胞
●胚胎干细胞是早期胚胎中分离出来的一类细胞。
它具有发育的全能性,能分化出人体的所有组织和器官。是重建,修复病损或衰老组织,器官功能的种子细胞。
●胚胎干细胞包括ES细胞和EG细胞。
●ES细胞是一种高度未分化细胞。它具有发育的全能性,能分化出成体动物的所有组织和器官,包括生殖细胞。胚胎干细胞在培养条件下,若加入白血病抑制因子,则能保持在未分化状态,若去掉白血病抑制因子,胚胎干细胞迅速分化,最终产生多种细胞系,如肌肉细胞、血细胞、神经细胞或发育成“胚胎体”。
2
成体干细胞
●成体干细胞是指存在于一种已经分化组织中的未分化细胞
●成体干细胞包括神经干细胞、血液干细胞、骨髓间充质干细胞、表皮干细胞等。
●成体干细胞:成年动物的许多组织和器官,比如表皮和造血系统,具有修复和再生的能力。成体干细胞在其中起着关键的作用。在特定条件下,成体干细胞或者产生新的干细胞,或者按一定的程序分化,形成新的功能细胞,从而使组织和器官保持生长和衰退的动态平衡。
文章来源:央视新闻公众号
【领航科技 创新中国】裴端卿:用细胞重塑生命 有删减

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