國家發(fā)展改革委在其官網(wǎng)發(fā)布關(guān)于印發(fā)《“十四五”生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》的通知,其中多處涉及有關(guān)干細(xì)胞治療的內(nèi)容。
例如,發(fā)展基因診療、干細(xì)胞治療、免疫細(xì)胞治療等新技術(shù),強(qiáng)化產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同聯(lián)動(dòng);建設(shè)干細(xì)胞和細(xì)胞免疫治療產(chǎn)品等質(zhì)量及安全性評價(jià)技術(shù)平臺(tái);將針對開展臨床應(yīng)用的干細(xì)胞、細(xì)胞免疫治療制定完善技術(shù)規(guī)范;鼓勵(lì)依托自貿(mào)區(qū)等,在細(xì)胞治療等領(lǐng)域開展改革試點(diǎn),等等。
對干細(xì)胞的理論認(rèn)識(shí)和生產(chǎn)實(shí)踐,正在成為近年來國民健康的新突破口。
干細(xì)胞是人體內(nèi)具有“超強(qiáng)再生能力”的一類細(xì)胞,能夠快速、大量復(fù)制并分化成功能細(xì)胞,為機(jī)體保持活力和修復(fù)損傷保駕護(hù)航。在胚胎、幼年、青壯年時(shí)期,干細(xì)胞在人體各個(gè)組織的分布呈上升趨勢,但隨著年齡的增長,干細(xì)胞會(huì)越來越少,這也可能是衰老的主要原因。因此,干細(xì)胞研究可以為腦萎縮、生殖病及衰老病等提供潛在的解決方案。
干細(xì)胞是細(xì)胞生物學(xué)的新方向,不同于經(jīng)典的細(xì)胞研究模型,干細(xì)胞模型具有超強(qiáng)再生、可定向誘導(dǎo)成一定類型的細(xì)胞、胞內(nèi)成分變化劇烈三大重要特征。因此,它為重新認(rèn)識(shí)細(xì)胞變化、發(fā)現(xiàn)細(xì)胞生物學(xué)規(guī)律提供了新的研究模型。
近年來,我國大力支持干細(xì)胞研究。科技部每年投入大量資金推動(dòng)干細(xì)胞研究與轉(zhuǎn)化,在國際同行中積極引領(lǐng)“干性維持”“干性與分化調(diào)控機(jī)制”等眾多方向??萍疾拷瞻l(fā)布“干細(xì)胞研究與器官修復(fù)”等重點(diǎn)專項(xiàng)2022年度項(xiàng)目申報(bào)指南,還涵蓋了干細(xì)胞治療新冠肺炎等相關(guān)領(lǐng)域。
我國科學(xué)家一直在積極開拓干細(xì)胞研究。例如,中科院動(dòng)物研究所干細(xì)胞與生殖生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室首創(chuàng)了“國家干細(xì)胞庫”,并制定了我國的干細(xì)胞實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),為干細(xì)胞的理論研究與轉(zhuǎn)化建立規(guī)則與體系,實(shí)現(xiàn)我國與國際干細(xì)胞體系的接軌;中科院生物物理研究所基于國際精尖成像技術(shù),在干細(xì)胞與RNA維持干性、系統(tǒng)分化的機(jī)制研究方面獲得突破,如單獨(dú)一個(gè)RNA分子就可以將上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)橐暽窠?jīng)細(xì)胞,為眼功能衰竭、衰退患者提供新的治療機(jī)會(huì)。近期,本人所主導(dǎo)的核糖體研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞的命運(yùn)轉(zhuǎn)化由其核糖體群體決定,從而提出干細(xì)胞治療的新機(jī)制和新靶標(biāo)。
正如中國科學(xué)院院士陳曄光在《人民日報(bào)》撰文所述,“這些干細(xì)胞技術(shù)的突破,對我國干細(xì)胞研究應(yīng)用起到推動(dòng)作用,折射出我國在干細(xì)胞領(lǐng)域由‘跟跑’到‘并跑’并向‘領(lǐng)跑’發(fā)力的轉(zhuǎn)變”。
干細(xì)胞的復(fù)制、分裂與再生是所有細(xì)胞類型中最快的,其中“胚胎干細(xì)胞”是第一名,復(fù)制速度達(dá)到每天2次;大部分“成體干細(xì)胞”可以達(dá)到每天1次。這樣的速度對于維持細(xì)胞數(shù)量、新鮮活性都具有重要意義,也為器官再生、器官移植醫(yī)學(xué)提供了新的材料與可能。
干細(xì)胞的本質(zhì)是劇烈變化和超強(qiáng)再生。隨著動(dòng)態(tài)、活體、超高分辨成像技術(shù)的發(fā)展,科學(xué)家對這種劇烈變化過程了解得日益深入。例如,中科院生物物理研究所建立完善的“電子—光學(xué)顯微—超高分辨率—立體—活體—高通量”體系,真正觀察到細(xì)胞的活體動(dòng)態(tài)過程,并捕捉了超高分辨率圖像,可以看到細(xì)胞內(nèi)最微小、最豐富的元件——直徑25~30納米的核糖體,并發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞是細(xì)胞學(xué)研究中客觀性、動(dòng)態(tài)性和重要性很高的模型。因其細(xì)胞活性、各種反應(yīng)的時(shí)空尺度和最前沿的成像系統(tǒng)的分辨率非常吻合,目前科學(xué)家可以看到分鐘級、微米級的大反應(yīng),也可以看到秒—毫秒級、納米級的細(xì)微反應(yīng),干細(xì)胞模型將細(xì)胞學(xué)理論提升到更寬闊、更活體的水平。
干細(xì)胞的核心部位是神經(jīng)系統(tǒng)與生殖系統(tǒng),是物質(zhì)、能量最活躍的器官。其中,以大腦為核心的神經(jīng)系統(tǒng)是人體最活躍的組織器官,是對機(jī)體環(huán)境變化最敏感的器官,也是最耗能、耗物質(zhì)的人體部分,其每天消耗30%~70%的葡萄糖和30%~50%的高能化合物腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)。
不同于其他器官的生、長、老、病,神經(jīng)系統(tǒng)的細(xì)胞種類多而連接復(fù)雜,導(dǎo)致其生得慢、長得少、老得隱秘、病得多樣,是衰老疾病中對生活質(zhì)量影響最大、最難克服的疾病。隨著研究的發(fā)展,干細(xì)胞在神經(jīng)系統(tǒng)的儲(chǔ)存和激活成為切入點(diǎn),特別是神經(jīng)干細(xì)胞、誘導(dǎo)重編程的神經(jīng)細(xì)胞、胚胎來源的神經(jīng)細(xì)胞,都提示神經(jīng)細(xì)胞的損傷和衰老可以修復(fù),甚至再生。
生殖系統(tǒng)是所有物種進(jìn)行繁衍的最重要部位,反映機(jī)體最強(qiáng)健的功能、最活躍的代謝。機(jī)體損傷后,最直接、快速的退化往往都是生殖系統(tǒng)病變。
最新研究發(fā)現(xiàn),機(jī)體在急性損傷和被病毒感染后,易出現(xiàn)腦萎縮、生殖病等后遺癥?!蹲匀弧?月發(fā)布的一項(xiàng)研究稱,在785名參試者中,近年來被治愈的病毒感染者(絕大多數(shù)都是輕癥病人)較對照組大腦平均萎縮了0.2%~2%,對大腦認(rèn)知功能的損害相當(dāng)于提前衰老了1~10歲。這使人想到1918至1920年在至少2000萬人死亡的西班牙流感中幸存下來的患者,后來患上了帕金森病。感官功能減退是許多病毒感染的主要癥狀,也是神經(jīng)退行性疾病——帕金森病和阿爾茨海默病的初期表現(xiàn)。
干細(xì)胞研究為解決這些問題提出新的理論和方案,也為“再生醫(yī)學(xué)”提供了新鮮血液,對正常衰老和損傷導(dǎo)致的機(jī)體老化都具有很好的應(yīng)用前景。細(xì)胞是生物的基本單位,每個(gè)機(jī)體都是從一個(gè)細(xì)胞逐漸分裂、發(fā)育來的。從細(xì)胞的再生,到器官的再生,到組織的再生,始終是以細(xì)胞為基礎(chǔ)的。干細(xì)胞研究,正是這樣一個(gè)理論與實(shí)踐平臺(tái),為人類的健康點(diǎn)亮一盞明燈。
(秦燕 作者系中國科學(xué)院生物物理研究所研究員、“干細(xì)胞及轉(zhuǎn)化”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃首席科學(xué)家)
關(guān)鍵詞: 干細(xì)胞研究 國民健康新突破口 生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃 干細(xì)胞治療
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