开启新医学革命聚焦灵长类干细胞研究——记昆

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摘要：

作为能够自我更新和多向分化潜能的细胞群体，干细胞可以分化成多种类型的细胞，从而构成机体的各种组织和器官。这不仅可以很好地修复人体重要的组织器官损伤，而且还可以为治愈心血管疾病、代谢性疾病等多种重要疾病提供有效的途径。以干细胞治疗为主要核心的再生医学，已经成为药物治疗和手术治疗活动又一种全新的疾病治疗途径，备受医学界的关注。昆明理工大学灵长类转化医学研究院李天晴教授，与实验室人员通过长期的科学研究，首次在世界上分离了能够产生嵌合体猴的naive（原始态）猴子多能干细胞，为体内构建灵长类的组织器官提供了重要的技术，使我国的灵长类干细胞多能性研究处于国际领先水平。因为在灵长类多能干细胞方面取得的巨大成就，2015年李天晴被中国细胞生物学学会干细胞生物学分会授予“干细胞青年研究员奖”。目标明确坚持研究 2002年，李天晴毕业于西南大学（原西南农业大学），同年进入中国科学院昆明动物研究所，开始了他的科研生涯。2006年开始，他先后在美国斯托尔斯医学研究所、云南省灵长类生物医学重点实验室、昆明理工大学灵长类转化医学研究中心，从事科学研究。在科研中，李天晴发现，多能干细胞在再生医学中应用前景十分美好，因为它能够分化为机体的所有细胞类型。而要使干细胞在再生医学中得到应用，就要建立具有嵌合能力以及生殖嵌合能力的灵长类naive干细胞系，李天晴和实验室人员为此对naive的分子机制以及利用naive的多能干细胞建立体内再生功能组织器官进行了深入的探讨，搭建了用于器官移植的技术平台。李天晴教授（前排左三）和学生合影要使干细胞在临床医学中得到广泛的应用，还需要进行干细胞的规模化培养。经过一番艰辛的努力，李天晴和实验室人员不仅建立了人和猴子的多能干细胞的三维悬浮培养体系，而且建立了神经干细胞的单细胞长期稳定培养体系，并据此开发了简单的、条件限定的干细胞培养体系。为了使干细胞应用于人类重大疾病的治疗，李天晴利用灵长类动物开展了临床前的研究。同时，他还以神经系统为代表，建立了神经的非人灵长类疾病动物模型，进行了干细胞移植的安全性、有效性的长期评价，促进神经细胞在体内的再生，推动干细胞走向临床实践，从而使基础研究走向临床治疗。善于发现努力创新在美国斯托尔斯医学研究所从事科研时，李天晴一直从事视网膜干细胞的研究，并首次在国际上发现成年动物的视网膜里存在能够分化为七种不同的视网膜细胞的干细胞，移植到视网膜色素炎和夜盲症的疾病动物的视网膜上的高纯度的视网膜感光细胞，能够整合到视网膜，分化为视网膜细胞，恢复对光的感应效果。这一重大的发现，具有极大的转化价值，引起了国际科研界的关注。从2002年开始，李天晴长期从事灵长类干细胞的研究。2012年回国后，他致力于以干细胞为核心的再生医学研究。再生医学是一场新的医学革命，是继药物治疗、手术治疗后的全新的疾病治疗途径。当时，大多数类型的干细胞，缺乏必要的安全性和有效性。在科研中，李天晴发现，采用与人类非常近似的动物模型和优质的干细胞质量是安全性和有效性评价的关键。因为灵长类动物（猴）在解剖、生理、遗传方面，特别是在神经系统结构与功能上如认知、情绪和社会行为等方面与人类有着高度的相似性，因此，猴被认为是多种人类神经系统类疾病最合适的实验动物模型。又因为猴多能干细胞（PSCs）与人PSCs高度相似，因此，利用灵长类疾病动物模型，能够建立干细胞治疗神经疾病的技术标准和规范，促进干细胞在体内的安全性和有效性，这也是干细胞临床转化的关键。当时，李天晴进行研究，面临着如何获得原始态的灵长类多能干细胞，在体内、外实现功能组织器官的再生；如何实现干细胞的规模化和均质培养，满足临床的需求；如何将PSCs定向分化为高纯度特定的、安全的功能细胞等临床转化的四大问题。虽然困难重重，但是李天晴依然顽强地组建了自己的科研团队，聚焦“灵长类干细胞与组织再生”，开展了系列研究，并取得了可喜的成就。他的科研成果荣获2015年云南省十大科技进展，被中国干细胞协会授予“干细胞青年研究员奖”。勇于承担取得硕果李天晴带领的研究团队，首次在世界上分离了原始态的灵长类干细胞，并证明这些细胞能够产生嵌合体猴，这在世界上尚属首次。李天晴设计的简单的三维悬浮培养体系，利用小分子物质将人和猴多能干细胞在三维悬浮条件下规模化地分化为心肌球，解决了心脏器官再生需要的大量的供体细胞。此外，李天晴和团队人员开发的全新的、简单的、成分限定的、强大的培养体系，可以稳定地培养猴子和人ESCs（胚胎干细胞）和iPSCs（诱导多能干细胞）来源的神经上皮干细胞（NESCs），并可实现规模化培养，为干细胞治疗和研究提供足够的标准化细胞。利用这套单细胞系统，李天晴和团队人员还模拟了早期神经管的发育，为研究相关的疾病提供了良好的细胞平台。在长期的科研中，李天晴勇于承担，他作为课题负责人和骨干承担了超级973项目“细胞多能性和人类重大疾病的猴模型研究”、国家科技支撑项目“灵长类动物人类重大疾病模型的研究与示范”、自然科学基金“诱导多能干细胞来源的神经干细胞在猴脑中的安全性和功能研究”、“多能干细胞规模化生产以及对心肌梗死的安全性和有效性临床前评估”、云南省重大基础研究“运用非人灵长类动物进行脊髓损伤的在体胶质细胞转化研究”、“猕猴间充质干细胞和肝前体细胞体外诱导分化为肝细胞和体内替代治疗肝损伤模型的建立”等多个项目的研究，取得了令人瞩目的科研成果。李天晴在学术上也取得了非凡的成就。他发表代表性论文十余篇，发明专利有《一种用于悬浮培养多能干细胞的传代方法》（专利号：2.X），国际专利《一种建立神经上皮干细胞的培养基、方法及其应用》（申请号：PCT/CN2014/0），国内专利《多能干细胞体外定向分化为心肌细胞的方法》（申请号2）。虽然收获了无数令人艳羡的成果，开启了我国的新医学革命，但是勤奋不止勇往直前努力拼搏的李天晴，依然豪迈地行进在科研的道路上，着眼于干细胞治疗为主要核心的再生医学，不断地探索着科研的奥秘，追求着科研的真谛，开启着科研智慧之门，为我国的科研事业贡献着自己的力量，奉献着无悔的青春。

开启新医学革命 聚焦灵长类干细胞研究——记昆