科學(xué)家已經(jīng)把來自豬的細(xì)胞誘導(dǎo)轉(zhuǎn)變成了多能干細(xì)胞——這種細(xì)胞就像胚胎干細(xì)胞一樣，有能力發(fā)育成身體中的任何類型的細(xì)胞。這是全世界首次使用任何有蹄腳的動(dòng)物（被稱為有蹄類動(dòng)物）的體細(xì)胞（不是精細(xì)胞或卵細(xì)胞的細(xì)胞）實(shí)現(xiàn)了這一成果。
這項(xiàng)成就的意義深遠(yuǎn)。該研究可能為建立人類遺傳病模型、培育供人類器官移植的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物以及開發(fā)耐受豬流感等疾病的豬開創(chuàng)一條道路。
這項(xiàng)研究是新創(chuàng)刊的《分子細(xì)胞生物學(xué)報(bào)》今天（6月3日星期三）在網(wǎng)上發(fā)布的第一篇論文,。
領(lǐng)導(dǎo)了該研究的肖磊博士說：“迄今為止，科學(xué)家在利用早期胚胎培育有蹄類動(dòng)物的多能胚胎干細(xì)胞方面做了很多努力,，但是沒有成功,。這是世界首次培育出馴化的有蹄類動(dòng)物的多能干細(xì)胞。因此,，這項(xiàng)研究是全新的,、非常重要，而且對于人類和動(dòng)物健康有許多應(yīng)用,。”
肖博士領(lǐng)導(dǎo)著上海生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所（中國上海）的干細(xì)胞實(shí)驗(yàn)室,，他和同事通過使用轉(zhuǎn)錄因子重編程了來自一頭豬的耳朵和骨髓的細(xì)胞，從而成功地培育出了誘導(dǎo)多能干細(xì)胞,。通過一種病毒把這些重編程因子的混合物引入細(xì)胞中,，這些細(xì)胞發(fā)生了變化并在實(shí)驗(yàn)室中發(fā)育成了胚胎樣干細(xì)胞群。進(jìn)一步的測試證明了它們確實(shí)有能力分化成組成了胚胎的三層（內(nèi)胚層,、中胚層和外胚層）的細(xì)胞類型——這是所有胚胎干細(xì)胞都具有的能力,。從成功培育出誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS細(xì)胞）獲得的信息意味著科學(xué)家繼續(xù)培育來自豬或其他有蹄類動(dòng)物胚胎的胚胎干細(xì)胞（ES細(xì)胞）將變得遠(yuǎn)遠(yuǎn)更加容易。
肖博士說：“豬的多能干細(xì)胞有許多用途,，諸如準(zhǔn)確改造用于器官移植治療的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物,。豬在形態(tài)和功能方面與人類相當(dāng)類似，而且器官尺寸與人類器官在很大程度上類似,。我們可以使用胚胎干細(xì)胞或誘導(dǎo)干細(xì)胞修改豬的與免疫有關(guān)的基因,，從而讓豬的器官與人類免疫系統(tǒng)兼容。然后我們可以使用這些豬作為器官供體為患者提供器官，而不會(huì)引發(fā)來自患者自身免疫系統(tǒng)的有害反應(yīng),。”
“豬多能干細(xì)胞系還可以用于建立人類遺傳病的模型,。許多人類疾病，諸如糖尿病,，是由基因表達(dá)障礙造成的,。我們可以修改干細(xì)胞中的豬的基因，并培育出攜帶同樣基因障礙的豬,，從而讓它們具有和人類患者類似的癥狀,。然后就有可能使用這種豬模型開發(fā)治療這種疾病的療法。
“例如,，為了應(yīng)對豬流感，我們可以培育出一種準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)基因豬,，從而改善它對這種疾病的耐性,。我們首先可以找到一種具有抗豬流感活動(dòng)或者抑制豬流感病毒增殖的基因；然后,，我們可以把這種基因通過多能干細(xì)胞引入到豬的體內(nèi)——這個(gè)過程被稱為基因‘敲入’,，從而實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。另外,，由于豬流感病毒需要與豬細(xì)胞膜上的一個(gè)受體結(jié)合才能進(jìn)入細(xì)胞并進(jìn)行增殖,，我們可以通過對豬誘導(dǎo)多能干細(xì)胞進(jìn)行基因打靶從而敲出這一受體。如果這個(gè)受體消失了,，這種病毒也就不會(huì)感染豬了,。”
除了對于豬和人類的醫(yī)學(xué)應(yīng)用，肖博士說他的發(fā)現(xiàn)可以用于改善畜牧業(yè),，不僅僅通過讓豬更健康,，而且還通過修改與生長有關(guān)的基因以改變和改善豬生長的方式從而改善畜牧業(yè)。
然而,，肖博士警告說,，他的研究的一些潛在的醫(yī)學(xué)應(yīng)用可能還需要數(shù)年時(shí)間才能投入臨床使用。
他的研究的下一階段是使用豬iPS細(xì)胞產(chǎn)生轉(zhuǎn)基因豬,，從而為患者提供器官,，改善豬的品種或用于疾病耐受能力。這些經(jīng)過修改的動(dòng)物可以是“敲入”的豬,，即使用iPS細(xì)胞或ES細(xì)胞把一段額外的遺傳物質(zhì)（諸如一段人類DNA）轉(zhuǎn)移給豬的基因組,，或者是“敲出”的豬，即用這種技術(shù)阻止一個(gè)特定基因發(fā)揮作用,。
該雜志的主編李黨生教授評論該研究時(shí)說,；“這項(xiàng)研究非常令人激動(dòng)，因?yàn)樗砹伺嘤刑泐愇锓N的多能干細(xì)胞的首次嚴(yán)格證明，這將為培育出精確的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物用于研究,、治療和農(nóng)業(yè)用途提供有趣的機(jī)會(huì),。”（生物谷Bioon.com）
生物谷推薦原始出處：
Journal of Molecular Cell Biology, doi:10.1093/jmcb/mjp003
Generation of Pig-Induced Pluripotent Stem Cells with a Drug-Inducible System
Zhao Wu1,, Jijun Chen1,, Jiangtao Ren1, Lei Bao1, Jing Liao1, Chun Cui1, Linjun Rao1, Hui Li2, Yijun Gu1, Huiming Dai1, Hui Zhu1, Xiaokun Teng3, Lu Cheng1 and Lei Xiao1,*
1 Laboratory of Molecular Cell Biology, Institute of Biochemistry and Cell Biology, Cell Bank, Stem Cell Bank, Shanghai Institutes for Biological Sciences, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200031, People's Republic of China
2 Xiangtan Center Hospital, Hunan 411100, People's Republic of China
3 National Engineering Center for Biochip at Shanghai, Zhangjiang Hi-Tech Park, Pudong, Shanghai 201203, People's Republic of China
Domesticated ungulate pluripotent embryonic stem (ES) cell lines would be useful for generating precise gene-modified animals. To date, many efforts have been made to establish domesticated ungulate pluripotent ES cells from early embryos without success. Here, we report the generation of porcine-induced pluripotent stem (iPS) cells using drug-inducible expression of defined factors. We showed that porcine iPS cells expressed alkaline phosphatase, SSEA3, SSEA4, Tra-1-60, Tra-1-81, Oct3/4, Nanog, Sox2, Rex1 and CDH1. Pig iPS cells expressed high levels of telomerase activity and showed normal karyotypes. These cells could differentiate into cell types of all three germ layers in vitro and in teratomas. Our study reveals properties of porcine pluripotent stem cells that may facilitate the eventual establishment of porcine ES cells. Moreover, the porcine iPS cells produced may be directly useful for the generation of precise gene-modified pigs.
