華大基因與合作伙伴共同在《自然》雜志上發(fā)表了一項(xiàng)世界首創(chuàng)的研究，宣布發(fā)現(xiàn)了一種無轉(zhuǎn)基因、快速、可控的多能干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為真核細(xì)胞的方法。 8細(xì)胞全能胚胎樣細(xì)胞，為器官再生和合成生物學(xué)的進(jìn)步鋪平了道路。
華大基因研究人員與來自中國、孟加拉國和英國的國際團(tuán)隊(duì)一起，使用華大基因先進(jìn)的單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)幫助將多能干細(xì)胞或早期胚胎細(xì)胞的“成人”版本轉(zhuǎn)化為更“幼年”的版本捕獲人類合子基因組激活并保留所有具有發(fā)育潛力的譜系的細(xì)胞。
這些細(xì)胞未來可用于再生醫(yī)學(xué)，以再生已經(jīng)患病的人體器官，并減少世界對(duì)器官捐贈(zèng)的依賴。它們也可用于生成人造胚泡或胚狀體。此外，它們還可用于研究人類胚胎發(fā)育，幫助治療早期發(fā)育相關(guān)疾病，并防止流產(chǎn)。
雖然將多能干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為囊胚內(nèi)的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)樣細(xì)胞的技術(shù)已經(jīng)存在了一段時(shí)間，但這項(xiàng)研究是研究人員首次建立在人類發(fā)育周期中將多能干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為真正早期階段的方法這與 8 細(xì)胞胚胎相匹配，這將有助于擴(kuò)大對(duì)早期人類胚胎發(fā)育的理解。至關(guān)重要的是，研究人員隨后能夠證明轉(zhuǎn)化的細(xì)胞可以在體內(nèi)產(chǎn)生胎盤細(xì)胞——這是第一次這樣做。
“全能 8 細(xì)胞期胚胎樣細(xì)胞僅在 3 次分裂后就重建了受精卵的胚胎狀態(tài)。與已報(bào)道的多能干細(xì)胞相比，這些細(xì)胞不僅可以分化為胎盤組織，還可能發(fā)育成更成熟的器官，為全球數(shù)百萬需要器官移植的患者帶來福音。”論文的作者是中國科學(xué)院的 Miguel A. Esteban 教授、Md. Abdul Mazid 博士和李文娟博士。
“這一突破也是再生醫(yī)學(xué)與單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)相結(jié)合的完美例證，”該論文的另一位通訊作者、華大基因研究院的劉龍奇博士說。“通過大規(guī)模的單細(xì)胞多組學(xué)通過干細(xì)胞技術(shù)對(duì)體外或體內(nèi)獲得的細(xì)胞或組織進(jìn)行高效、精確的鑒定，將極大地加速再生醫(yī)學(xué)的研究。”
處于這個(gè)早期發(fā)育階段的細(xì)胞可以被描述為“全能”，這意味著它們有可能產(chǎn)生所有類型的早期胚胎細(xì)胞，進(jìn)而產(chǎn)生發(fā)育所必需的組織和器官。該研究建立在先前在胚泡階段對(duì)多能干細(xì)胞的研究基礎(chǔ)上，此時(shí)細(xì)胞有可能產(chǎn)生更有限范圍的不同細(xì)胞和組織。
該研究的突破得益于單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)的進(jìn)步，而華大基因在該技術(shù)方面處于世界領(lǐng)先地位。其單細(xì)胞文庫測(cè)序平臺(tái)結(jié)合其測(cè)序技術(shù)，能夠以低成本實(shí)現(xiàn)高靈敏度、高準(zhǔn)確度的廣泛、多維度的單細(xì)胞分析。
該研究背后的國際團(tuán)隊(duì)采用多能干細(xì)胞并用化學(xué)混合物對(duì)其進(jìn)行處理，以產(chǎn)生 8 細(xì)胞胚胎樣細(xì)胞。在其他實(shí)驗(yàn)中，這些細(xì)胞被分選并注射到小鼠體內(nèi)進(jìn)行進(jìn)一步發(fā)育，然后使用華大基因的單細(xì)胞基因組分析進(jìn)行分析。這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)幫助科學(xué)家識(shí)別和分離目標(biāo) 8 細(xì)胞胚胎樣細(xì)胞，并證明它們具有“全能”能力，可以在體內(nèi)產(chǎn)生參與產(chǎn)生胎盤的細(xì)胞。
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