科技強國在路上丨守護生命健康 這些生物醫(yī)學領域有了新進展
從基礎研究到臨床治療，從生物制藥到公共衛(wèi)生，守護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，不斷取得原創(chuàng)性的世界領先成果。
中國科學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。
在中國科學院動物研究所，李偉團隊正在對小鼠胚胎進行遺傳改造實驗。這個平均年齡僅30歲左右的年輕團隊，已經(jīng)在染色體工程領域開展了8年的科學研究。
李偉：創(chuàng)傷也好，衰老也好，人體內的細胞、器官最后會不斷地退行，喪失它的功能，導致各種各樣的疾病。我們怎么樣來控制細胞的功能？很大程度上我們需要對控制細胞功能信息的載體——基因組DNA進行改造。去年我們實現(xiàn)了對DNA載體染色體進行一個定向的、可設計的重排。
染色體重排，就是染色體發(fā)生斷裂，與別的染色體相連構成新的染色體。在漫長的生物進化過程中，染色體發(fā)生重排是物種進化的重要驅動力。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。
中國科學院動物研究所博士后 王立賓：想要知道它是如何導致這些疾病的原因，所以我們需要來進行染色體連接的實驗。
近年來，染色體精準重排率先在只有一組染色體的單細胞生物——酵母上獲得成功。而要想在哺乳動物的染色體上實現(xiàn)遺傳操作，則面臨諸多挑戰(zhàn)，要經(jīng)過胚胎干細胞突變篩選、種系嵌合、后代育種等復雜過程，效率和容錯率極低。記不清失敗了多少次，重復進行大量實驗后，科研團隊最終實現(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驗小鼠。這項研究是我國在生物工程技術領域的重要突破，為人類探索哺乳動物進化、染色體疾病研究等提供了新方法。
李偉：這就像天文學家搭建一個望遠鏡去觀測星系一樣，我們用這個技術，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，科研團隊將在哺乳動物細胞中進一步開展大尺度、精準、復雜的遺傳操作，目前，將染色體工程技術用于疾病模擬、生物進化、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與微染色體遞送等技術融合，還有望在哺乳動物基因組設計、改造與合成方面取得更多突破。
面向人民生命健康，我國對基礎研究的支持不斷加強，從“十三五”規(guī)劃到“十四五”規(guī)劃，腦科學都被列為重點前沿科技項目。這個春節(jié)，中科院腦科學與智能技術卓越創(chuàng)新中心的科研人員也依然在實驗室忙碌，在腦智科學領域持續(xù)攻關，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，就是目前在實驗室狀態(tài)下用來治療帕金森癥的干細胞藥物，只需要對病人進行顱內注射，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)歷了長期的基礎研究歷程，干細胞治療近年逐漸成熟并進入臨床轉化。
中國科學院腦科學與智能技術卓越創(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)生各種運動功能障礙的一個主要原因，移植的細胞進去以后，它就會進一步整合到病人的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡里面去，然后它會進一步分化成多巴胺能神經(jīng)元，去分泌多巴胺，使帕金森病人能夠實現(xiàn)運動功能的恢復。
目前，這種全新的藥物形式被認為是能夠治愈帕金森病最有前景的治療策略之一。許多實驗需要不間斷開展，春節(jié)期間，這支團隊依然在實驗室里忙碌著。
陳躍軍：主要是采用最新的空間轉錄組技術，對移植以后6個月的小鼠的移植塊進行分析，我們剛剛拿到這樣一些數(shù)據(jù)，有很多的分析的工作；第二個是關于帕金森病模型猴細胞移植的數(shù)據(jù)，整個實驗已經(jīng)做了18個月了，正好是趕在春節(jié)的時間點，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胞技術的帕金森病干細胞治療的臨床試驗，對于藥物的安全性獲得了積極數(shù)據(jù)。然而，細胞移植以后，有效細胞的含量平均在10%左右，成為帕金森病干細胞治療在臨床上廣泛應用所面臨的關鍵瓶頸。
陳躍軍：能不能獲得純度更高、更安全、效果更好的細胞，全世界其實已經(jīng)有一些科學家在這方面進行探索，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。
瞄準這個目標，科研團隊持續(xù)攻關，最終建立起一種全新的技術，可以將人多能干細胞定向分化為黑質多巴胺能神經(jīng)元亞型，并進一步發(fā)現(xiàn)和鑒定出一種獨特的表面標記分子。
陳躍軍：我們非常驚喜地發(fā)現(xiàn)，當通過這些分子標記物去富集特定的干細胞藥物，然后再對它進行移植細胞治療的時候，我們可以把它的純度從10%提高到80%。
經(jīng)篩選后的細胞藥物表現(xiàn)出更高的治療效應，為實現(xiàn)更安全有效的帕金森病細胞替代療法的臨床轉化邁出了重要的一步。就在2022年底，科研團隊開啟了與相關醫(yī)院的合作，臨床試驗正在推進當中。
面向腦科學和類腦智能技術兩個前沿領域，中科院腦智卓越中心在神經(jīng)炎癥、自閉癥、抑郁癥、衰老、睡眠調控等重大腦疾病研究領域，不斷取得重要突破。未來，還將持續(xù)推進這些基礎研究成果進一步向臨床轉化，更好地造福人類生命健康。
中國科學院腦科學與智能技術卓越創(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的手段。
中國科學院腦科學與智能技術卓越創(chuàng)新中心高級研究員 陳躍軍：掌握真正的核心技術，使我們在干細胞治療領域，在國際上有我們自己的話語權。
中國科學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領域能夠取得更多、更好的原創(chuàng)性科研成果。
中國科學院動物研究所研究員 李偉：新的一年里，開發(fā)出更多的細胞的療法和潛在的細胞藥物，把它們推進到臨床來惠及患者，也為健康中國的建設貢獻我們自己的力量。
來源：央視新聞客戶端
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