科技強(qiáng)國在路上丨守護(hù)生命健康 這些生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有了新進(jìn)展
從基礎(chǔ)研究到臨床治療，從生物制藥到公共衛(wèi)生，守護(hù)生命健康離不開科技創(chuàng)新。面向人民生命健康，廣大科技工作者把增強(qiáng)人民群眾的健康福祉作為科技創(chuàng)新的重要方向，潛心科研攻關(guān)，不斷取得原創(chuàng)性的世界領(lǐng)先成果。
中國科學(xué)院動物研究所研究員 李偉：這批改造的胚胎很有可能會出現(xiàn)一些非常獨(dú)特的表型，春節(jié)期間這個動物出生之后第一時間看一看，如果有什么特別的表型一定要記錄下來。
在中國科學(xué)院動物研究所，李偉團(tuán)隊正在對小鼠胚胎進(jìn)行遺傳改造實(shí)驗。這個平均年齡僅30歲左右的年輕團(tuán)隊，已經(jīng)在染色體工程領(lǐng)域開展了8年的科學(xué)研究。
李偉：創(chuàng)傷也好，衰老也好，人體內(nèi)的細(xì)胞、器官最后會不斷地退行，喪失它的功能，導(dǎo)致各種各樣的疾病。我們怎么樣來控制細(xì)胞的功能？很大程度上我們需要對控制細(xì)胞功能信息的載體——基因組DNA進(jìn)行改造。去年我們實(shí)現(xiàn)了對DNA載體染色體進(jìn)行一個定向的、可設(shè)計的重排。
染色體重排，就是染色體發(fā)生斷裂，與別的染色體相連構(gòu)成新的染色體。在漫長的生物進(jìn)化過程中，染色體發(fā)生重排是物種進(jìn)化的重要驅(qū)動力。比如靈長類動物每百萬年有1.6種染色體重排，從自然進(jìn)化角度來講，1.6次的染色體重排，造就了人類和大猩猩的差異。但是在單個個體的生命周期中，一些染色體重排會導(dǎo)致不孕不育、幼兒白血病，還有三體綜合征。目前，人們對于這些疾病的研究還很少，主要就是因為缺乏合適的動物模型。
中國科學(xué)院動物研究所博士后 王立賓：想要知道它是如何導(dǎo)致這些疾病的原因，所以我們需要來進(jìn)行染色體連接的實(shí)驗。
近年來，染色體精準(zhǔn)重排率先在只有一組染色體的單細(xì)胞生物——酵母上獲得成功。而要想在哺乳動物的染色體上實(shí)現(xiàn)遺傳操作，則面臨諸多挑戰(zhàn)，要經(jīng)過胚胎干細(xì)胞突變篩選、種系嵌合、后代育種等復(fù)雜過程，效率和容錯率極低。記不清失敗了多少次，重復(fù)進(jìn)行大量實(shí)驗后，科研團(tuán)隊最終實(shí)現(xiàn)了世界首次哺乳動物的完整染色體重排，并創(chuàng)造出具有全新染色體組型的實(shí)驗小鼠。這項研究是我國在生物工程技術(shù)領(lǐng)域的重要突破，為人類探索哺乳動物進(jìn)化、染色體疾病研究等提供了新方法。
李偉：這就像天文學(xué)家搭建一個望遠(yuǎn)鏡去觀測星系一樣，我們用這個技術(shù)，就可以在模式動物上做各種各樣染色體的改造，一方面，我們來理解染色體它是怎么進(jìn)化的；另一方面，我們也可以通過染色體定向的連接、重排，來模擬一些人類染色體疾病，來理解發(fā)病的機(jī)制，尋找好的藥物或者療法。
王立賓：這是目前世界上最大范圍的遺傳操作，無論是實(shí)驗技能，還是對我們科研能力上，都是非常大的提升。
以染色體重排為突破口，科研團(tuán)隊將在哺乳動物細(xì)胞中進(jìn)一步開展大尺度、精準(zhǔn)、復(fù)雜的遺傳操作，目前，將染色體工程技術(shù)用于疾病模擬、生物進(jìn)化、生育障礙等的一系列研究已經(jīng)展開。未來，通過將染色體工程技術(shù)與微染色體遞送等技術(shù)融合，還有望在哺乳動物基因組設(shè)計、改造與合成方面取得更多突破。
面向人民生命健康，我國對基礎(chǔ)研究的支持不斷加強(qiáng)，從“十三五”規(guī)劃到“十四五”規(guī)劃，腦科學(xué)都被列為重點(diǎn)前沿科技項目。這個春節(jié)，中科院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心的科研人員也依然在實(shí)驗室忙碌，在腦智科學(xué)領(lǐng)域持續(xù)攻關(guān)，他們的研究能幫助解決哪些健康問題呢？一起來看。
總臺記者 竇筠韻：在我身旁的這個液氮瓶里面裝著的，就是目前在實(shí)驗室狀態(tài)下用來治療帕金森癥的干細(xì)胞藥物，只需要對病人進(jìn)行顱內(nèi)注射，就可以很大程度上緩解癥狀。
帕金森病是最主要的神經(jīng)退行性疾病之一，如何開發(fā)長期有效的新型臨床治療方式，改善病患群體的生活質(zhì)量，是社會老齡化面臨的一項重要挑戰(zhàn)。經(jīng)歷了長期的基礎(chǔ)研究歷程，干細(xì)胞治療近年逐漸成熟并進(jìn)入臨床轉(zhuǎn)化。
中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心高級研究員 陳躍軍：多巴胺的缺失，是帕金森病產(chǎn)生各種運(yùn)動功能障礙的一個主要原因，移植的細(xì)胞進(jìn)去以后，它就會進(jìn)一步整合到病人的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)里面去，然后它會進(jìn)一步分化成多巴胺能神經(jīng)元，去分泌多巴胺，使帕金森病人能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)動功能的恢復(fù)。
目前，這種全新的藥物形式被認(rèn)為是能夠治愈帕金森病最有前景的治療策略之一。許多實(shí)驗需要不間斷開展，春節(jié)期間，這支團(tuán)隊依然在實(shí)驗室里忙碌著。
陳躍軍：主要是采用最新的空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)，對移植以后6個月的小鼠的移植塊進(jìn)行分析，我們剛剛拿到這樣一些數(shù)據(jù)，有很多的分析的工作；第二個是關(guān)于帕金森病模型猴細(xì)胞移植的數(shù)據(jù)，整個實(shí)驗已經(jīng)做了18個月了，正好是趕在春節(jié)的時間點(diǎn)，所以我們要把這個數(shù)據(jù)采集好，盡快分析出來，為后期的臨床試驗提供數(shù)據(jù)支持。
世界上很多國家和地區(qū)相繼開展了基于人多能干細(xì)胞技術(shù)的帕金森病干細(xì)胞治療的臨床試驗，對于藥物的安全性獲得了積極數(shù)據(jù)。然而，細(xì)胞移植以后，有效細(xì)胞的含量平均在10%左右，成為帕金森病干細(xì)胞治療在臨床上廣泛應(yīng)用所面臨的關(guān)鍵瓶頸。
陳躍軍：能不能獲得純度更高、更安全、效果更好的細(xì)胞，全世界其實(shí)已經(jīng)有一些科學(xué)家在這方面進(jìn)行探索，但是他們也就是提高到百分之二三十這樣一個比例。我們覺得這個別人沒做成，不代表我們做不成。
瞄準(zhǔn)這個目標(biāo)，科研團(tuán)隊持續(xù)攻關(guān)，最終建立起一種全新的技術(shù)，可以將人多能干細(xì)胞定向分化為黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元亞型，并進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)和鑒定出一種獨(dú)特的表面標(biāo)記分子。
陳躍軍：我們非常驚喜地發(fā)現(xiàn)，當(dāng)通過這些分子標(biāo)記物去富集特定的干細(xì)胞藥物，然后再對它進(jìn)行移植細(xì)胞治療的時候，我們可以把它的純度從10%提高到80%。
經(jīng)篩選后的細(xì)胞藥物表現(xiàn)出更高的治療效應(yīng)，為實(shí)現(xiàn)更安全有效的帕金森病細(xì)胞替代療法的臨床轉(zhuǎn)化邁出了重要的一步。就在2022年底，科研團(tuán)隊開啟了與相關(guān)醫(yī)院的合作，臨床試驗正在推進(jìn)當(dāng)中。
面向腦科學(xué)和類腦智能技術(shù)兩個前沿領(lǐng)域，中科院腦智卓越中心在神經(jīng)炎癥、自閉癥、抑郁癥、衰老、睡眠調(diào)控等重大腦疾病研究領(lǐng)域，不斷取得重要突破。未來，還將持續(xù)推進(jìn)這些基礎(chǔ)研究成果進(jìn)一步向臨床轉(zhuǎn)化，更好地造福人類生命健康。
中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心副主任 杜久林：希望在不久的將來，在幾個重要的腦疾病方面，研發(fā)出有效的診治和干預(yù)的手段。
中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心高級研究員 陳躍軍：掌握真正的核心技術(shù)，使我們在干細(xì)胞治療領(lǐng)域，在國際上有我們自己的話語權(quán)。
中國科學(xué)院動物研究所博士后 王立賓：在新的一年里，希望中國在哺乳動物合成生物學(xué)領(lǐng)域能夠取得更多、更好的原創(chuàng)性科研成果。
中國科學(xué)院動物研究所研究員 李偉：新的一年里，開發(fā)出更多的細(xì)胞的療法和潛在的細(xì)胞藥物，把它們推進(jìn)到臨床來惠及患者，也為健康中國的建設(shè)貢獻(xiàn)我們自己的力量。
來源：央視新聞客戶端
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