精确分型加速干细胞临床应用研究

　　6月11日，知名科学杂志Journal of Biological Chemistry（JBC）以封面文章的形式发表了我国科学家在干细胞研究领域的又一重要成果——发现了可以判断小鼠干细胞多能性水平的关键基因簇。这一研究由中国科学院动物所周琪研究员与中科院遗传发育所王秀杰研究员的研究组合作完成，该发现对于干细胞多能性水平决定机理的研究和干细胞临床应用研究具有重要的促进作用。周琪就有关问题接受了记者的采访。

　　《中国生物产业》：请您简要介绍一下这一研究的主要内容？

　　周琪：在这一研究中，我们通过比较具有不同发育潜能的小鼠胚胎干细胞（ES）和诱导性多能干细胞（iPSC），发现了一组在ES细胞和具有完全多能性的iPS细胞中高表达，而在仅具有部分多能性的iPS细胞中不表达或表达水平极低的基因簇，包含了数个蛋白编码基因和一个非常保守的microRNA聚集区。我们通过多种细胞系证明，位于这个区域内基因的表达与细胞多能性状态和发育潜能正相关，因此可以用来作为判断干细胞和iPS细胞多能性水平的分子标记；并且我们没有在小鼠染色体上筛选出其他具有类似特性的基因簇，所以我们推测此区域内基因和microRNA的表达，很可能是决定多能性发育潜能的关键因素。

　　《中国生物产业》：这一研究4月9日首次在线发表后，在国际干细胞研究领域引起了很大反响，为什么这一研究会受到如此广泛的关注？

　　周琪：干细胞的基础研究和转化应用过程中还有大量的问题需要解决，但首要的一点是要能够对干细胞进行精确的分型，准确地判断干细胞的状态。这一研究之所以受到广泛关注，是因为我们找到了可以判断干细胞多能性水平的分子标记，这对干细胞研究和应用具有重要促进作用。

　　2009年，我们通过四倍体补偿的方法，由iPS细胞获得健康的小鼠“小小”，成功证明iPS细胞具有与胚胎干细胞相同的多能性，该项工作使我们能够系统地通过发育能力的评价来建立不同分化状态的细胞群体。从2008年开始，我们先后建立了大量不同发育潜能的多能性细胞系，系统地分析了这些细胞的基因和蛋白表达谱以及甲基化状态，并对它们表达的小RNA进行了深度测序，最终发现了这个调控区。我们这一发现使得快速、简便地判断多能性细胞的发育能力成为可能，可以说这一区域的发现是干细胞基础和转化研究的关键，这可能也是国内外同行对于这一成果高度重视的原因。

　　《中国生物产业》：干细胞研究是一个充满着艰辛和挑战的领域，我们为何近年来能不断地取得新的突破？

　　周琪：的确，干细胞研究是一个漫长而又痛苦的过程，很多研究人员为此付出了艰辛的努力，我们很高兴这些付出终于结出了硕果。

　　我认为，以下几个重要因素是我们这一项目取得成功的重要保障。第一是对科学问题的关注和坚持，提出干细胞研究领域的核心关键问题很重要，但这些问题往往又是需要精巧设计、长期积累才能解决的，要不怕失败，要坚持。

　　第二是研究团队的建设，团队成员都为这一工作作出了重要贡献，除了我们的科研人员，技术支撑人员也作出了不可磨灭的贡献；干细胞这样敏感的细胞，任何技术上的疏忽都可能带来细胞特性的变化，导致似是而非，甚至是错误的结论；技术精湛、稳定、甘于奉献的团队是成功的保障。

　　第三是合作，这次与中科院遗传发育所王秀杰研究员的合作是取得成功的关键。王秀杰教授对于非编码RNA的关注和她的研究组在生物信息分析方面的优势，使我们可以很快从获得的大量数据中发现这一关键调控区，这些关键的重要数据只有在生物信息学专家手里才能发挥最大的价值，这也再次证明了多学科交叉的重要性。

　　《中国生物产业》：这一研究对于未来的干细胞研究和应用会起到怎样的影响？

　　周琪：胚胎干细胞的研究与应用从开始就面临着伦理与道德的争议，由于无法利用人类干细胞进行嵌合实验，并缺乏其他的检验方法，使得我们无法判断目前分离的人类干细胞系是否真正具有多能性，这也正是人类干细胞研究与应用中的一个巨大障碍。

　　我们的研究结果表明，与小鼠多能性正相关的这一关键基因决定簇中的microRNA簇仅在哺乳动物基因组中出现，并且序列非常保守。因此，我们推测它在人类和其他哺乳动物的干细胞中可能具有同样的功能。目前我们正在验证这一假设。若得以证实，这一区域将可以作为判断人的ES与iPS细胞系多能性水平的标准。这将极大地推动人类干细胞的机理及临床应用研究进程。

　　这一发现是中国科学家在干细胞研究领域的又一重大贡献，是国家多年来在干细胞、发育和生殖研究领域里持续支持的结果。这一发现同时也带来了很多重要的后续科学问题，我国任何一个研究组在这方面的突破，对于我国干细胞研究领域的发展和保持我国干细胞研究的国际领先地位都是非常重要的。我相信在干细胞基础研究和转化研究领域，中国科学家的创新性成果会不断涌现。我们还将关注针对这一区域的调控机制、这一区域的表达异常与动物发育和肿瘤发生的关系等问题方面的研究，并组织了国内的优势团队正在积极攻关，希望在不久的将来能取得更多的创新性成果。