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诱导多能干细胞发展历程(诱导多能干细胞研究)

max2022-12-28健康养生72

诱导多能干细胞是熬夜发际线后移怎么恢复什么?

诱导多能干细胞是对成熟细胞重编程得到的头发好少,像胚胎干细胞一样具备分化成多种细胞的潜力,可用于修复受损的组织和器官。CRISPR基因编辑技术能精确查找一串代码在基因组中的位置,进行删除或修改。

每个细胞都拥有生物的全套基因组,其具体身份和功能取决于哪些基因处于工作状态。比如,在皮肤细胞里,与皮肤功能相关的基因打开,其他瑞士干细胞抗衰老价格多少基因关闭。要把它变成干细胞,就要关闭皮肤相关基因,打开与干细胞功能相关的基因。

2006年,格莱斯顿高级研究员山中伸弥博士用4种被称为转录因子的关键蛋白处理普通的皮肤细胞,制造出了诱导多能干细胞。这些转录因子可改变各基因的工作状态。在上述研究的基础上,格莱斯顿高级研究员丁盛(音译)团队不使用转录因子,而是通过向细胞添加化学品混合物,制造出了诱导多能干细胞。

在最新研究中,丁盛团队又提供了制造诱导多能干细胞的第三种方法——使用CRISPR基因调控技术,直接操纵细胞的基因组。他们选取了两个只在干细胞中表达、且对多能特性至关重要的基因Oct4和Sox2,这两个基因能打开与干细胞功能相关的其他基因,并关闭无关基因。实验表明,用CRISPR激活两个基因中的任意一个,都能触发细胞重编程,使其变身为诱导多能干细胞,而激活操作只需对基因代码进行一处修改。

山中伸弥简介及详细资料

个人经历 早年经历

1962 年 9 月 4 日 ,山中伸弥出生于日本大阪府。大一之前,山中伸弥都一直居住在奈良市。高中时,山中因阅读医师德田虎雄的著作《只有生命是平等的》而倍受鼓舞,决定从医。

山中的父亲经营著一个生产裁缝机零配件的小工厂,虽然山中小时候也喜爱分解机械,但常常无法将其恢复原样,受到父母的责备。机械道路上的不顺利,成为山中迈上医学道路的另一个诱因。

在父亲的影响下,他立志认真学习终于考入大阪重点中学--大阪教育大学附属天王寺高中,考入高中后其他学生都在认真学习,只有山中热衷于柔道(据说他有梦想成为日本奥运会代表选手),在高中的3年期间他因为练柔道就受伤了10多次(骨折),很多人都说这个孩子大概走错了学校,应该去考大阪体育大附属高中,而不是在这里学习文化知识,三年时间很快就要过去,这个失败的学生将如何面对人生呢?山中伸弥的父亲告诉他:"你多次受伤,看见医生这么为病人减轻痛苦,你将来要成为医生为人类服务。"于是山中就接受了父亲的提议,在学校的最后阶段认真学习,终于考入了著名的国立神户大学医学部。

学习经历

1987年 3月:神户大学医学院毕业

1987年7月:国立大阪病院临床研修医

1993年 3月:大阪市立大学医学研究科博士毕业

1993年4月:格拉斯通研究所(Gladstone Institute)博士研究员

1996年 1月:日本学术振兴会特别研究员

1996年10月:大阪市立大学医学部助手(药理学教室)

1999年12月:奈良先端科学技术大学院大学遗传因子教育研究中心助理教授

2003年 9月:升任奈良先端科学技术大学院大学遗传因子教育研究中心教授

2004年10月:京都大学再生医科学研究所(Institute for Frontier Medical Sciences)教授(再生诱导研究分野)

2008年 1月:京都大学物质-细胞统合系统据点iPS细胞研究中心长

2012年10月,获得诺贝尔生理或医学奖。

2012年10月,获得2012年度日本"文化勋章"。

个人成果

山中伸弥是诱导多功能干细胞(iPScell)创始人之一。2007年,他所在的研究团队通过对小鼠的实验,发现诱导人体表皮细胞使之具有胚胎干细胞活动特征的方法。此方法诱导出的干细胞可转变为心脏和神经细胞,为研究治疗多种心血管绝症提供了巨大助力。这一研究成果在全世界被广泛套用,因为其免除了使用人体胚胎提取干细胞的伦理道德制约。

2006年山中伸弥等科学家把4个转录因子通过逆转录病毒载体转入小鼠的成纤维细胞,使其变成多功能干细胞。这意味着未成熟的细胞能够发展成所有类型的细胞。

山中伸弥从其他科学家已经公布的研究结果中挑选出24种最有希望的转录因子。在试验室中他发现这24种转录因子中的确有4种转录因子可以将人体细胞重组成干细胞。他把4种基因注入皮肤细胞,从而得到"鸡尾酒"iPS细胞。

事实证明这4个转录因子中,其中一个转录因子确实是"一次天大的冒险",因为这一个是与癌症相关的转录因子。数月后他又发现即使不使用这个致癌基因,他仍然能够重组细胞,这样癌变的几率会大大降低。但新创造的干细胞仍然会发生癌变,在他的实验中,121只老鼠中,有20%产生了肿瘤。这说明使用逆转录病毒,可能使基因产生变异,引发肿瘤等副作用。他表示下一步的研究目标是在不使用逆转录酶的情况下实现细胞重组。

荣誉奖项

2007年 Meyenburg Award(Meyenburg基金会 [Meyenburg Foundation]/德国癌症研究中心 [German Cancer Research Center, DKFZ])(德国)

2008年 《时代》杂志"世界百大影响力人物"(The World's Most Influential People)(美国)

2008年 罗伯特·科赫奖(德国)

2008年 科学技术特别奖(日本)

2008年 邵逸夫生命科学与医学奖

2009年 拉斯克基础医学奖

2011年获得国际最高学术大奖之一的沃尔夫医学奖,与其一起获奖的还有美国怀特黑德研究所的Rudolf Jaenisch。

2012年,山中伸弥与美国软体工程师利努斯·托瓦兹获得芬兰"千年技术奖",二人分别获得60万欧元的奖金。

2012年10月:与英国发育生物学家约翰·格登(John Gurdon)因在细胞核重新编程研究领域的杰出贡献而获得诺贝尔生理学或医学奖。山中因研发出诱导多能干细胞(iPS细胞)而为人所知。

2015年12月,获颁香港中文大学荣誉理学博士。

研究历程 医生到博士

Shinya Yamanaka念高中时迷上柔道,因为受伤经常上医院,他在爸爸的建议下随后考入国立神户大学医学部,准备以后做一名骨科医生。大学毕业做临床实习期间,他发现自己对手术其实没有什么天分,别人做20分钟的手术他两个小时也未必完成;并且他觉得做医生再优秀也只能帮助少数的病人,而医学研究有成果的话通常可以帮助更多的病人,所以他的兴趣转向基础医学研究。在大阪市立大学博士期间,Shinya的主要工作是研究血压调节的分子机理]。在研究过程中,Shinya对小鼠基因敲除和转基因技术感到震惊,于是他在申请博士后位置的时候联系的都是利用这些技术的实验室。

博士后阶段

这位失败的骨科医生最后被加州Gladstone Institute的Thomas Innerarity纳入门下(图一)。Thomas实验室研究的是血脂调节,跟Shinya博士期间的工作有点关系。Shinya的新课题是研究ApoB mRNA的编辑蛋白ApoBEC1。

ApoB是低密度脂蛋白的主要构成成分。ApoB mRNA可以被编辑酶ApoBEC1脱氨提前终止翻译,形成两种不同大小的蛋白:全长的ApoB100和大约一半长的ApoB48。经过编辑的ApoB48在血浆中会被迅速清除。Thomas预测,如果在肝脏中过表达ApoBEC1,那么血脂就可能降低;如果这个模型可行的话,也许未来通过基因疗法可以帮助一些肥胖病人降低血脂。

Shinya一周七天地勤奋工作,花了六个月做成了转基因鼠。有一天早上,帮他维护小鼠的技术员告诉他:Shinya,你的许多小鼠都怀孕了,可是小鼠是公的。Shinya说你不是跟我开玩笑吧。他到老鼠房一看,果真有很多公鼠看起来怀孕了。他杀了其中几只,发现原来是小鼠得了肝癌,肝脏肿大撑大了肚皮。

ApoBEC1过表达后低密度脂蛋白是降低了,但是高密度脂蛋白却升高了,同时还得了肝癌,这买卖不合算啊。Shinya在一次讲座中总结了其中的经验教训:其一,科学是不可预测的;其二,不要尝试在病人身上做新基因的治疗;其三,也许最重要的是,不要相信导师的假说。

Thomas对结果不能符合预期很失望,但是这个预想之外的结果却引起了Shinya的好奇:究竟是什么机理使小鼠得肿瘤的呢?好在Thomas足够开明,他允许Shinya偏离实验室的主要方向,继续探索ApoBEC1的致癌机理。可以想见,ApoBEC1过表达以后也可能会编辑ApoB之外的其它mRNA,找到这些mRNA也许可以解释ApoBEC1为什么能致癌。

由于已知ApoBEC1需识别底物mRNA的特异序列才能编辑,Shinya据此设计引物扩增,找到了ApoBEC1的一个新底物-抑制蛋白翻译的基因Nat1。ApoBEC1过表达后,Nat1蛋白消失。从逻辑上讲,如果编辑Nat1是导致ApoBEC1致癌的重要分子,那么Nat1敲除的小鼠也会长癌。

基因敲除比起转基因要更加复杂,需要把构建的质粒原位整合到体外培养的胚胎干细胞中。基因敲除技术不就是Shinya博士阶段做梦都想学的技术吗?于是Shinya找到所里做基因敲除的专家,当时还是助理教授的Robert Farese,从他的助手Heather Myers那里学了这项技术的每个细节,并成功地获得了Nat1敲除的杂合鼠。Heather Myers是Shinya的终生好友;Shinya发现iPS以后,也公开表达了对Heather Myers的感激,因为是她告诉Shinya,胚胎干细胞不仅仅是做敲除小鼠的手段,其本身也可以是非常有趣的研究对象。

在Shinya兴致勃勃地继续追问Nat1的功能时,他的妻子带着女儿离开他回到了日本。半年后他决定中断研究带着三只珍贵的Nat1杂合鼠,也跟随家人回国。

毛毛虫阶段

凭借他在博士后期间发表的四篇高质量的一作论文,1996 年Shinya在母校大阪市立大学找到了助理教授的职位,继续他的Nat1研究。

再一次地与预测出现偏差:Nat1敲除后,纯合子小鼠在胚胎发育早期就死了,根本无法观察到成鼠是否得肿瘤。Shinya进一步研究发现,敲除Nat1的胚胎干细胞在体外根本不能像正常干细胞一样分化。此时他想起了Heather Myers的话:胚胎干细胞不仅是研究的工具,它本身也可以是非常有趣的研究对象。他的关注点开始转移到胚胎干细胞上来。

在刚回大阪的头几年,Shinya由于刚起步,只能得到少量的研究资助,他不得不自己一个人养几百只小鼠,日子过得非常艰苦。同时大阪市立大学医学院的基础研究很薄弱,周围的人不理解Shinya研究Nat1在胚胎干细胞中的功能有什么意义,总是劝说Shinya做一些更靠近医药临床方面的研究。而Nat1的研究论文提交给杂志后一直被拒稿。种种压力与不得志,Shinya因之得了一种病叫PAD(Post America Depression,离开美国后的抑郁症;自创的玩笑话),几乎要放弃科研回国做骨科医生。

在他最低谷的时候,有两件事情把他从PAD中挽救了回来。其一是James Thomson(俞君英的导师,2007年几乎与Shinya同时宣布做出了人的iPS) 在1998年宣布从人的囊胚中采集并建立了胚胎干细胞系:这些干细胞在体外培养几个月后还可以分化成不同胚层的细胞,比如肠上皮细胞,软骨细胞,神经上皮细胞等。这给了Shinya巨大的鼓舞,他开始更加坚信胚胎干细胞研究是有意义的,将来必然有一天会用于临床。第二件事是条件更加优越的奈良先端科学技术研究生院看上了他的特长,招聘他去建立一个做基因敲除小鼠的facility,并给他提供了副教授的职位。

成蛹阶段

千辛万苦脱了几层皮后,Shinya终于拥有了自己独立的实验室。第一次可以招帮手,好爽啊。但是问题又来了:研究生的生源是有限的,学生会倾向于选择资历更老条件更好的实验室,而不一定会选择刚起步的实验室;你想招但人家不来啊。为了吸引学生到他实验室,Shinya冥思苦想了好一阵,提出了一个雄心勃勃的计画,声称实验室的远景目标是研究怎么从终末分化的成体细胞变回多能的干细胞。

当时科学界的主流是研究怎么把胚胎多能干细胞分化成各种不同组织的细胞,以期用这些分化的功能细胞取代受损的或者有疾病的组织细胞。Shinya认为自己的实验室没有实力跟这些大牛竞争,那不如反其道而行之,研究怎么从分化的细胞逆转为多能干细胞。

当时科学界的主流观点认为,哺乳动物胚胎发育过程中的细胞分化是单向的,就像是时间不可逆转。这个观点也并非没有破绽,比如植物组织就具有多能性,一些植物的茎插入土壤会重新长出一棵植株,也即已经分化的茎细胞可以改变命运分化出新的根茎叶细胞。而早在1962年,也即Shinya出生的那一年,英国的John Gurdon爵士(与Shinya共享诺贝尔奖)报导了他的惊人发现:把蝌蚪的肠细胞核移植到去核的蛙卵中,新细胞可以发育成蝌蚪。如果把杂合细胞发育到囊胚期,用囊胚期的细胞核再做一次核移植,那么就可以发育出可生育传代的成蛙。进一步地,为了说服人们接受终末分化的细胞核也具有多能性,他把成蛙不同组织的细胞进行体外培养,发现核移植后来源不同的杂合细胞都可以发育到蝌蚪阶段。1997年,Ian Wilmut和Keith Campbell基于同样的原理,把羊的乳腺细胞核移植到去核的羊卵中,成功地培育出了克隆羊多莉。2001年,科学家发现,通过与 干细胞融合,胸腺细胞核获得了很大程度的重编程。

Shinya计画的第一步是找到尽可能多的,类似于Nat1参与维持干细胞功能的因子(维持因子的意思是这些因子是胚胎干细胞在体外培养维持多能性所必需的)。他大胆推测,如果过表达这些维持因子也许可以让终末分化的细胞变回多能干细胞。一旦成功,诱导的多能干细胞会有着胚胎干细胞所不具备的优势:它不仅可以绕开胚胎干细胞引起的伦理问题,病人本身的诱导干细胞改造后重新植入病人时,由于是自身的细胞,将不会有免疫排斥的难题。

在这个远大前景的感召下,Shinya果然"忽悠"了三个学生加入他实验室。很快地,他们鉴定出一系列的在胚胎干细胞特异表达的基因。其中一个基因就是Fbx15。Shinya的学生Yoshimi Tokuzawa发现Fbx15除了特异表达于胚胎干细胞外,它还能被另外两个胚胎干细胞维持因子Oct3/4和Sox2直接调控。Shinya跟Yoshimi说:Fbx15应该参与维持干细胞多能性和胚胎的发育,我猜你没有办法得到Fbx15敲除的纯合鼠。Yoshimi构建质粒做了基因敲除小鼠,把染色体上的Fbx15基因通过同源重组替换成抗G418药物的基因neo。

复杂的生命又一次愚弄了Shinya:Fbx15敲除的纯合鼠活得很健康,没有显见的表型。Shinya又挑战他的学生说:好吧,Fbx15也许不是小鼠胚胎发育所必需的,但是它应该是维持体外胚胎干细胞所必需的,我打赌你没有办法在胚胎干细胞中彻底敲除这个基因。勤快的Yoshimi于是用较高浓度的G418从干细胞中筛到了纯合的敲除株,还是活得好好的,没有表型。Shinya后来在回忆的时候打趣到:小鼠很happy,细胞也很happy,唯一不happy的就是可怜的学生Yoshimi了。

但是花这么多精力做的敲除小鼠不能就这么算了吧。Shinya又一次开动脑筋,想要废物利用。他发现由于Fbx15只在胚胎干细胞表达,Fbx15 promoter操控的抗药基因neo在成体的成纤维细胞里不表达,所以细胞对药物 G418敏感;而敲除鼠里得到的胚胎干细胞却可以在很高浓度的 G418中生长。如果终末分化的成纤维细胞能诱导成胚胎干细胞,那么它就会产生对 G418的 抗药性。即便成纤维细胞只是获得了部分胚胎干细胞的特性,那么它也应该能抗低浓度的 G418 。Fbx15敲除鼠实际上提供了很好的筛选诱导干细胞的系统!

iPS

凭借他鉴定胚胎干细胞维持因子的出色工作,2004年Shinya在名气更大的京都大学找到新的职位。除了Fbx15敲除鼠的筛选系统,Shinya还积累了他鉴定的加上文献报导的24个维持因子。Shinya跃跃欲试,他准备破壳而出,拍翅成蝶了!

Shinya的另一位学生Kazutoshi Takahashi此前已经发表了一篇关于干细胞致癌性的Nature文章。Shinya决意让他来承担最大胆的课题-逆分化成体细胞,因为他知道,有一篇Nature文章保底,即便接下来的几年一无所获,他的学生也能承受得了。

即便有很好的筛选系统,这个课题在当初看来也是非常冒险甚至是不可行的。当时的人们普遍认为成体细胞失去了多能性,也许成体细胞本身就是不可逆转的,你做什么也没有用。即便通过转核技术实现了成体细胞核命运的逆转,那也只是细胞核,不是整个细胞。胚胎细胞和成体细胞的染色体是一样的,细胞核具有全能性,尚可理解。而且要实现细胞核的逆转还需要转到卵细胞,让卵细胞质帮助它重编程,而卵细胞质中的蛋白不计其数。如果要实现整个细胞命运的逆转需要让细胞质中所有的蛋白重新洗牌。即便细胞可以重新编程,那也应该是很多蛋白共同参与的。Shinya当年在手上的仅仅是24个因子。也许有另外几百几千种因子被遗漏,缺少其中一种都无法实现重编程。用这24个因子异想天开要实现细胞重编程,根据已有的知识从逻辑上讲可能性几乎为零。

Kazutoshi这个愣头青不管这些,他给成纤维细胞一一感染过表达这些因子的病毒,结果当然没有筛选到任何抗 G418的细胞。Shinya知道如何保持学生的斗志,他故作镇定地说:你看,这说明我们的筛选系统很好啊,没有出现任何假阳性。

在试了一遍无果后,Kazutoshi大胆提出想把24个病毒混合起来同时感染细胞。Shinya觉得这是很愚蠢的想法:没人这么干过啊同学,不过死马当作活马医,你不嫌累的话就去试吧。

等了几天,奇迹竟然发生了。培养板上稀稀疏疏地竟然出现了十几个抗 G418的细胞克隆!一个划时代的发现诞生了。

关键实验取得突破以后,其后的事情就按部就班了。Kazutoshi每次去掉一个病毒,把剩下的23个病毒混合感染成体细胞,看能长多少克隆,以此来鉴别出哪一些因子是诱导干细胞所必需的。最后他鉴定出了四个明星因子:Oct3/4, Sox2, c-Myc,和 Klf4。这四个因子在成纤维细胞中过表达,就足以把它逆转为多能干细胞!

那抗 G418的细胞克隆就一定是多能干细胞吗?他们通过一系列的指标,比如基因表达谱,分化潜能等,发现这些细胞在相当大的程度上与胚胎干细胞相似。

2006年Shinya报导了小鼠诱导干细胞,引起科学界轰动[13];2007年,他在人的细胞中同样实现了细胞命运的逆转,科学界沸腾了[14]。

展望

回过头来,种种不可能,Shinya怎么就幸运地成功了呢?通过更多的研究,我们知道,干细胞特性的维持是由一个基因网路来共同作用的,通过上调某些关键基因就可以重建这个网路,逆转细胞的命运;山中伸弥最后鉴定的四个因子也不是必须的,用24个因子以外的其它因子进行组合可以达到同样的目的。这好比是一张大网,你只要能撑起其中的几个支点,就可以把整张网撑起来。

iPS的发现有着不同寻常的意义。首先,它更新了人们的观念,从此之后人们不再认为细胞的命运不可逆转,不单可以逆转,细胞其实还可以实现不同组织间的转分化(Transdifferentiation)。其次,iPS细胞绕过了胚胎干细胞的伦理困境,很多实验室都可以重复这个简单的实验得到iPS,开展多能干细胞的研究。其三,iPS细胞具有很多胚胎干细胞所没有的优势:来自于病人自身的iPS细胞体外操作后重新植入病人体内,免疫反应将大大减少;如果将病人的体细胞逆转为ips细胞,在体外分化观察在这个过程中出现的问题,就可以实现在培养皿里某种程度上模拟疾病的发生;疾病特异的iPS在体外扩增和分化以后,还可以用于筛选治疗该疾病的药物,或者对药物的毒性进行检测。

但是这仅仅是新的开始,生命科学如此复杂和不可预测,要把这些愿景变成现实,让iPS真正造福人类,这其中还有重重的困难。Shinya Yamanka,这位科学的宠儿,怀着最初帮助更多病人的理想,无畏地踏上了新的征程。

干细胞的历史, 干细胞的研究进展?

三 干细胞是生命科学研究的热点

干细胞是目前细胞工程研究最活跃的领域,随着基础研究、应用研究的进一步深化,这项技术将会在相当大程度上引发医学领域的重大变革,它已成为 21世纪生命科学领域的一个热点。

造血干细胞是最早发现,研究最多和最先用干治疗疾病的成体干细胞,长期以来,一直认为干细胞只属干造血系统,随着干细胞的不断深入研究,近年来,几乎在所有组织中都发现了干细胞,干细胞生物学和干细胞生物工程已成为继人类基因组大规模测序之后最具活力,最有影响和最有应用前景的生命学科。

美国政府已批准投入巨资,给予支持人体胚胎干细胞的研究,并在短短的两年中,成立了几十家以干细胞研究应用为主的生物工程公司,并在美国上市。

日本在2000年度启动的“千年世纪工程”中把干细胞工程作为四大重点之一,并投入大量资金,鼓励有关科学家进行研究。

英国在2000年以多数票通过了允许克隆人类早期胚胎,并从中提取干细胞,进行医疗上的研究等等。

在我国,党和政府也十分重视并大力支持有关研究院所与学校积极开展这项研究工作和成立专门研究干细胞基地,已在北京、上海、天津分别成立干细胞研究中心。近年来北京大学、协和医科大学、上海二医大和军事医学科学院等单位在造血干细胞研究和成体干细胞建库等方面已有相当的基础,并积累了大量经验,相信我国的科学家在不久的将来,在干细胞生物工程研究上必将取得辉煌成就。

另外,在全球的干细胞生物工程研究中,由干胚胎干细胞来源干人类胚胎,必然会遇到来自社会各方面的制约与争论,因此,有些国家对于是否支持干细胞的研究,一直是一个颇有争议的问题,然而随着干细胞生物工程研究的不段深入与发展,相信这些问题都会得到的妥善解决。

再生医学系列(一):再生医学发展史

武侠小说或漫画、电影中出现的科幻场景,主角躯体或器官毁损后又因为神奇的治疗技术而痊愈,可能在不远的未来成真!

人类疾病的发生,都从细胞的损害与老化开始。从古至今,人类一直对自然界中的再生现象心生向往,例如:蝾螈的脚不管断了多少次,都可以从伤口重新长出和原本一样的脚;而它的强大再生能力,不只能长出完整的四肢、眼睛、嘴巴以至于心脏和部分的大脑。也促使科学家们,纷纷想发展新颖的医学技术,将毁坏的细胞或组织器官恢复到原有的状态。

黄圣筑/专题报导 何宜庭/图

再生医学发展史

公元前600年 :在历史上的第一本外科教科书中记载,印度医生Suśruta介绍了如何用脸颊的皮肤修补撕裂的耳垂,以及用前额皮瓣进行鼻子重建的方法,可以视为人类历史上,再生医学的起点。

1740 年再生现象的发现: 瑞士自然学家Abraham Trembley,观察水螅时,发现水螅有不同数目的触手或手臂的奇怪特征,让他想将一个水螅平分为二,是否可以发育成两个完整的个体。结果证明,一个动物片段可以再生成一个完整的动物,他所发现的再生现象,也让他拥有生物学之父的美誉。

1901 年遗传的观念: 美国科学家汤马士•摩尔(Thomas Hunt Man),在果蝇实验中,证明染色体中真实存在着基因物质,开启了遗传学时代。使后世的科学家能操作基因实验,而果蝇也成为研究人类疾病的重要模型生物。

1907 年 组织工程学的起源: 美国生物学家罗斯•哈里森(Ross Granville Harrison)发现了一种在实验室培育青蛙胚胎细胞的技术。这实验是人类史上第一次干细胞实验,也是第一个成功培养生物组织的方法。也为了之后的组织工程学发展铺了未来之路。

1952 年细胞复制技术: 美国科学家罗伯特•布里格斯(Robert Briggs)和托马斯•金(Thomas King)将蛙胚胎细胞的细胞核植入,去除了细胞核的蛙卵中,而这颗蛙卵发育成了蝌蚪。此实验,是世上首次的细胞核转移的复制实验,证明细胞核转移到新的细胞质中,仍维持原有生物体的基因组讯息。

1963 年发现干细胞: 加拿大科学家詹姆斯•提尔(James Till)和欧内斯特•麦克洛克(Ernest McCulloch)证明了小鼠骨髓内的干细胞可以自我更新并成长为血小板和红、白血球。

1981 年干细胞分离保存技术: 英国研究人员马丁•埃文斯(Martin Evans)和马修•考夫曼(Matthew Kaufman)从小鼠胚胎中分离出干细胞;同年,英国科学家盖尔•马丁(Gail Martin)发现在培养皿中保存干细胞的技术,成为后续干细胞实验的基石。

1981 年人工皮肤: 生物学家尤金•贝尔(Eugene Bell)团队,发表了使用患者自身细胞制成的人工皮肤修复伤口的技术。贝尔在1998年成立Organogenesis公司,并获得美国食品药品管理局核准,成为第一家可生产活细胞的医疗产品公司。

1997 年自制人造耳朵: 哈佛院学者约瑟夫•文森提(Joseph Vacanti)团队,在小鼠的背上制备人造耳朵,希望可以治疗耳朵缺损的病人,但由于实验成果照片太令人震惊,而造成动物保护团体的反对。

1998 年人类胚胎干细胞分离技术: 威斯康辛大学的詹姆斯•汤姆森(James Thomson)团队从原本用于体外受精的捐献胚胎中,获得干细胞;而霍普金斯大学的约翰•吉尔哈特(John Gearhart)则使用终止妊娠妇女的胚胎,获得干细胞。

2001 年美国总统乔治•布希颁布禁令: 禁止联邦基金用于进行新人类胚胎细胞等研究。同年,英国却放松了对胚胎研究的限制。

2006 年诱导干细胞技术: 京都大学科学家山中申弥添加4个转录因子进成年小鼠的细胞中,诱导成人体细胞回到干细胞,称为诱导性多能肝细胞,但此实验规避了使用胚胎干细胞的伦理问题。

2006 年人造器官移植: 维克森林大学医学部的外科医生安东尼•阿达拉(Anthony Atala),将人造膀胱移殖入7位患有先天性出生缺陷的儿童和青少年体内。

2009 年解除干细胞资助计画: 美国总统巴拉克•奥巴马,解除了2001年乔治•布希对新人类胚胎干细胞项目的资助禁令。

2010 年干细胞治疗法的多元运用: 角膜受损患者,可从健康的角膜组织提取干细胞,移植到受损角膜,恢复视力;而脊髓损伤患者也在接受胚胎干细报治疗后,恢复行动能力。

2013 年人类干细胞系被研发: 俄勒冈健康与科学大学的舒克拉特•米塔利波夫(Shoukhrat Mitalipov)团队,使用和复制桃莉羊一样的体细胞移植技术,利用婴儿体细胞,复制了第一个人类干细胞系;2014年韩美两国研发出复制成人细胞创造人类干细胞的技术。透过这种技术复制出来的干细胞,降低了治疗上的排斥的程度。

2015 年干细胞疗法进入市场: 欧盟核准义大利摩德纳大学再生医学研究中心之团队Graziella Pellegrin教授所开发的,源自脐带血及骨髓的Holoclar干细胞,用于疗角膜烧伤致盲的患者。这是第一个商业化成功的干细胞产品!

2016 年皮肤细胞转为卵细胞产生小鼠技术: 日本福冈九州大学的林克彦(Katsuhiko Hayashi)教授团队,将小鼠皮肤细胞放到卵巢组织转为卵细胞,再将卵细胞受精后放到代理孕鼠子宫,之后受精卵生产出健康的小鼠。

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