时间流逝如同白驹过隙,转眼又到了2010年的尾声。今年对我们国家来说是不同寻常的一年,上海世博会和广州亚运会顺利举办,GDP超过日本位居世界第二,Cell Research影响因子首次突破8;同样,今年也是我国干细胞领域不同寻常的一年。去年的这个时候,生物谷就国内2009年干细胞研究的成果做了一个总结。依照惯例,现将国内今年干细胞研究的成果总结如下。由于干细胞研究的范围很大,某些工作在这里可能没有提到,特此向这些工作的作者致以诚挚的歉意。
一、干细胞的概念及研究历史
目前科学界公认的干细胞的定义是:干细胞(stem cells)是这样一类细胞,它们可以自我更新(self-renew),即通过细胞分裂产生的两个子细胞中至少有一个仍是干细胞;同时它们在特定的条件下可以分化成不同类型的功能细胞,与之相关的一个衡量标准是可以形成有功能的器官或整个个体。
20世纪初就有科学家提出“干细胞”这个概念,然而直到1963年,加拿大研究员Ernest A. McCulloch和James E. Till才首次通过实验证实干细胞的存在。他们发现小鼠的骨髓细胞中存在可以重建整个造血系统的细胞,即造血干细胞。经过近五十年的研究,造血干细胞是目前研究最清楚的干细胞,为干细胞其他领域的研究提供了许多指导性意见。迄今为止,人类陆续在其他器官中发现成体干细胞(adult stem cells),如小肠、皮肤等。
除了成体干细胞外,人类还从发育早期的胚胎中建立多能干细胞系(pluripotent stem cells)。最早是从畸胎瘤中建立胚胎瘤细胞系(embryonal carcinoma cells),在此基础上1981年Martin Evans和Gail Martin分别建立了小鼠胚胎干细胞系(embryonic stem cells),该项成果也让Martin Evans和另外两位科学家获得了2007年的诺贝尔奖。1998年来自美国威斯康辛大学的Thomson JA等人在Science杂志上报道首次成功建立了人胚胎干细胞系。由于人胚胎干细胞系可以分化成人体任何一种细胞(包括神经、心肌、造血、肝脏、胰腺等细胞)并应用于移植,这为多种困扰人类的疾病提供了全新疗法。因此,该研究立即引起科学界巨大轰动,开创了干细胞研究的全球浪潮。2006年,日本京都大学教授山中伸弥(Shinya Yamanaka)等人在Cell杂志上报道通过转染四种转录因子(Oct4,Sox2,Klf4和c-Myc)将小鼠成纤维细胞重编程为诱导多能性干细胞(induced pluripotent stem cells,iPS cells)。由于该方法解决了传统方法建立病人特异多能干细胞的致命缺点(效率低;需要大量卵细胞;建立胚胎干细胞系需要破坏胚胎,引起道德伦理争议。目前尚无人核移植多能干细胞建系的成功报道),因此,该研究立即在全球掀起iPS研究的浪潮,使该领域成为热门中的热门,而山中伸弥也成为诺贝尔奖得主的热门候选人。
生物谷推荐相关阅读:
与中国生命科学并肩迈向世界前列——生 物谷专访Cell Research主编裴钢院士,常务副主编李党生博士
解读07诺贝尔医学奖技术奥秘
2010年巴尔扎恩奖揭晓 山中伸弥和雅各布·帕里斯获奖
2010年度日本京都奖揭晓 山中伸弥因干 细胞研究获先进技术奖