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人类细胞重置:科学家将多能性推至最早阶段

想象一下,让人体细胞返老还童,不仅回到胚胎状态,甚至更进一步,回到类似于生命最初几天的阶段。 这正是广州生物医药与健康研究院的研究人员所追求的雄心勃勃的目标。虽然他们最初发表在《自然》杂志上的论文需要更正,但其背后的科学仍在不断推动再生医学的边界,并加深我们对人类早期发育的理解。

最初发表于2022年3月的文章,探讨了创造可以“回滚”到八细胞胚胎样阶段的人类多能干细胞(hPSCs)。 这非常重要,因为处于这个阶段的细胞,被称为全能细胞,具有发展成体内任何细胞类型(包括胎盘)的非凡能力。 理解和利用这种全能性可以彻底改变组织工程和药物发现等领域。

然而,最初的出版物在方法部分中包含关于动物研究和伦理声明的错误。 更正声明澄清说,包括人-鼠嵌合体和人源类囊胚实验在内的动物实验,已由动物护理和使用委员会以及人类受试者研究伦理委员会根据特定许可证号进行了审查和批准。 这些委员会由科学家、医生和律师组成,严格评估了实验计划、人类材料的来源和知情同意,以及研究人员的资格。 更正强调,这些研究符合相关的国际法规,包括2016年指南。

虽然更正解决了伦理监督的一个关键方面,但核心科学努力仍然是人们关注的焦点。 产生类似于八细胞阶段的细胞的能力,为以前所未有的细节研究人类发育的早期阶段打开了大门。 研究人员现在可以研究控制全能性和向多能性转变的分子机制,多能性细胞可以分化成体内任何细胞类型,但不包括胎盘。

“理解控制这些早期发育决定的信号至关重要,”加州大学旧金山分校的干细胞生物学家Anya Sharma博士解释说,她没有参与这项研究。“如果我们能够精确地控制这些途径,我们就有可能以更高的效率和保真度生成用于治疗目的的特定细胞类型。”

潜在的应用是巨大的。 想象一下在实验室中创建功能性人体器官用于移植,或者通过用健康的、实验室培养的细胞替换受损细胞来开发治疗糖尿病或帕金森病等疾病的新疗法。 在体外模拟人类早期发育的能力,还可以为出生缺陷和流产的原因提供有价值的见解。

然而,这项研究也引发了伦理方面的考虑。 使用人类胚胎,即使在最早的阶段,也是一个敏感的话题,而创造人-动物嵌合体需要仔细的伦理监督。 对原始文章的更正强调了该领域透明度和严格伦理审查的重要性。

尽管存在挑战,但对全能干细胞的追求代表了再生医学向前迈出的重要一步。 像 Cellular Dynamics International(一家 Fujifilm 公司)这样的公司已经在开发和商业化用于研究和药物发现的 hPSC 衍生细胞系。 产生更接近全能状态的细胞的能力可以进一步增强这些产品的效用,为研究人员提供更通用的工具来研究人类生物学和开发新疗法。

展望未来,该领域可能会在操纵干细胞命运的技术方面取得进一步进展。 研究人员正在探索重编程细胞的新方法,包括使用小分子和基于 CRISPR 的基因编辑。 随着我们对人类早期发育的理解不断加深,我们可以期待看到更多创新方法来利用干细胞的力量来实现治疗益处。 充分理解和控制全能性的旅程才刚刚开始,但潜在的回报是巨大的。

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