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战胜疾病、挑战长寿:中科院院士季维智谈本世纪最重要的两项生物技术

2018-10-28
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10 月 27 日,由《麻省理工科技评论》、DeepTech 深科技联合主办,梅赛德斯-奔驰特别呈现的“全球科技青年论坛” 在北京举行。论坛集结了海内外 30 余名顶尖科学家、企业家与研究者,为现场超过 600 名关注新兴科技、热爱科学事业的参会者开启了接触前沿领域专家的机会。


作为首位出场的重磅嘉宾,中国科学院院士、昆明理工大学灵长类转化医学研究院院长季维智院士,发表了题为 “干细胞和基因编辑:优势与挑战” 的演讲。


图 | 季维智院士在全球科技青年论坛现场(来源:DT 君)


季维智院士现从事灵长类生殖发育生物学和干细胞的研究,其所领导的研究团队在猕猴干细胞和转基因灵长类动物方面获得国际一流的研究成果,使我国在非人灵长类靶向基因修饰的研究,居于世界领先水平。他在 CellCell Stem Cell , PNAS 等国际性学术杂志上发表论文 150 余篇。


DT 君在现场为大家整理了季维智院士的演讲内容,以下内容略有删减和补充:


要想保持长寿,就需要解决一些重要的基础问题,开发一些技术来保证我们的健康。在本世纪,干细胞和基因编辑技术的革命性发展,使得其成为生命科学领域引人注目的焦点。


视频 | 季院士在全球科技青年论坛上做主题为《干细胞和基因编辑:优势与挑战》演讲(来源:DT君)


干细胞是一类具有具有增殖和分化潜能的细胞,在一定条件下可以分化成多种功能细胞,具有再生各种组织器官和完整个体的潜能,也正因这一特性使得干细胞成为转化医学、再生医学、精准医学等领域的重点。


干细胞技术的发展,对人类生命健康带来了很大的希望,目前全世界注册的相关临床研究超过 7000 例,但是真正实现临床应用的几乎没有


图 | 目前开展的干细胞治疗相关临床实验(来源:DT 君)


为什么会这样?季院士指出,在干细胞领域还存在着一些基础和应用的问题。我们理想中的干细胞,能够分化成我们所需要的细胞、组织或者器官,比如肝坏了、肾坏了、心脏坏了,希望能够用干细胞来修复这些器官和组织,但这只是理想。


要实现干细胞治疗,我们首先要解决干细胞的多能性,但到现在为止科学家们对于干细胞多能性的了解还不深入。从受精卵开始到着床以后的胚胎,或者现在所谓的 IPSCs(诱导性多能干细胞),这些在不同阶段干细胞具有不同多能性的机制到底是什么?


2015 年,季院士所在的昆明理工大学灵长类转化医学研究院,在灵长类多能干细胞的全能性方面取得了重大突破,首次在世界上证明灵长类胚胎干细胞能够产生嵌合体猴,相关论文发表在 Cell Stem Cell 杂志上。


图 | 季维智院士(来源:DT 君)


该研究的意义就在于,灵长类干细胞是具有多能性的干细胞,而灵长类动物中存在这些多能性的干细胞,为我们将来实现器官组织的修复奠定了基础。


我们找到梦寐以求的多能性的干细胞,显然就是希望能够用来形成我们想要的器官或者组织,但是在这个过程中,也有可能形成意想不到的肿瘤。因为干细胞的多能性,也就意味着它可以在身体内不断的增殖,如果像肿瘤一样无限的增殖下去,或者长到不该长的地方去,那就形成了肿瘤或者癌症。


这样的话,我们就需要在干细胞治疗之前,就要对它进行安全性的检测。不光只是检测,我们还应该更主动一些,从更本质上解决这些问题。但是截止到目前,还没有成熟的干细胞治疗可以应用到临床。所以现在市面上很多大肆宣传的干细胞治疗各种各样的病,大家就要小心了。


讲到多能性干细胞的基因缺陷问题,我们不得不提近年来取得革命性发展的另一项工作,就是基因编辑技术。尤其是 2014 年 MIT Innovators Under35 的领军人物张锋教授所开创应用的 CRISPR 基因编辑技术


图 | 张锋教授在 EmTech 全球新兴科技峰会上发表演讲(来源:麻省理工科技评论)


在之前,科学家们想要实现基因编辑,要用一个病毒作为载体,将目标打到细胞里,这种十分传统的基因编辑方法,效率自然是比较低且不够精确的。


利用基因编辑方法增删、修正干细胞中的基因序列,科学家们一直以来都在尝试。但从 2001 年到 2014 年,差不多 14 年的时间,一共才有六篇相关报道,而且多是小鼠实验,猴子身上的实验结果也并不理想。


2013 年 Nature 发了一篇文章,首次提到将最新的 CRISPR 基因编辑技术应用到非人灵长类动物实验中。包括季院士团队在内,很多研究人员尝试建立的灵长类模型,其重要意义就在于我们可以得到一个高度和人类疾病相似的动物模型,以便于我们更好地理解各种疾病的机制。


可以想象,如果我们把干细胞技术和基因编辑技术结合在一起,利用灵长类动物做模型的话,我们就可能在理论研究上取得重大突破,也可以发展一些真正能用于新技术,最终用于临床各种疾病的治疗。


-End-



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