生物通报道：来自中科院动物研究所生殖生物学国家重点实验室，遗传与发育研究所植物基因组学重点实验室的研究人员发现了一种能够判断哪些成体细胞或分化细胞被成功重编程为原始类胚胎细胞的方法，这样的细胞最适合应用于治疗。这一发现有望促进未来的研究工作，使其成为最为高效且有效的治疗方法。这一研究成果公布在《Journal of Biological Chemistry》杂志上。

领导这一研究的是中科院动物研究所周琪研究员，他长期从事克隆技术的研究工作，有多项成果分别发表在Science、Development、Stem- cells、Developmental Biology、Biology of Reproduction、Human Reproduction等世界著名学术刊物上，并成为获得国际转基因研究genOway奖的首位华裔科学家，为我国在动物克隆和胚胎干细胞研究领域取得了突破性进展。

iPS细胞又称诱导多功能干细胞，其神奇之处要从胚胎干细胞说起。胚胎干细胞一直是干细胞研究中的大明星，因为它能分化成各种器官细胞，具有最广泛的发展潜力。从技术角度来说，“全能性”的胚胎干细胞对于治疗性克隆来说是最理想的。

这种细胞是“初始化”后的普通体细胞，但具有和胚胎干细胞类似的功能，能分化生成各种组织细胞。更重要的是，它绕开了胚胎干细胞研究一直面临的伦理和法律等诸多障碍，医疗领域的应用前景非常广阔。这一发现在克隆研究领域无异于“奇兵突围”。美国、日本等许多国家更是以极大热情，或加大投入，或制订鼓励政策，推动这一新兴的干细胞研究。

去年中国科学家首次利用iPS细胞培育出活体小鼠的消息，《自然》杂志称这一成果“为克隆成年哺乳动物开辟了一条全新道路”。其中周琪的研究团队就成功获得重编程小鼠成体细胞，并将其注入胚胎后获得27个存活的个体，该结果明确显示，iPS细胞和胚胎干细胞一样，能够产生健康的成熟个体。尽管该结果被誉为是巨大的研究进展，他们却发现并非所有的iPS细胞都那么完美：很多iPS细胞系不能用来产生小鼠，而且此方法生成的小鼠一部分带有异常。

在这篇文章中，研究人员在小鼠多能干细胞及iPS细胞中发现一种特殊的标记因子。这种标记是一个小RNA簇，该小RNA簇的表达水平与多能性水平（干性）密切相关（多能性越强，干细胞分化为特定组织、器官或个体的可能性越高。）。

周琪研究组联合中科院遗传发育所的生物信息学家王秀杰研究员在小鼠基因组中找到一个编码若干基因的基因组区域和一大簇miRNA，它们在全能胚胎干细胞和iPS细胞中是高表达的，但是在部分多能iPS细胞中其表达明显下降，这说明可以将Dlk1-Dio3区作为标记物。

在这项研究中，他们运用Solexa技术，比较了胚胎干细胞和不同遗传背景、不同多能性水平的iPS细胞系的小RNA表达谱。大约有50个miRNA在这个区域编码，而且在多能性水平不同的干细胞系中，这些miRNA都具有一致且显著的表达差异，从这些结果来看，在早期就可以区分出多能性水平不同的iPS细胞，并由此大幅提高完全多能性iPS细胞的产量，并且有助于他们在疾病治疗中的应用。

周琪说，iPS细胞技术是否可行，主要看它的有效性和安全性。现在他们初步证明这一技术是有效的，但安全性方面需要继续研究，以确保万无一失。“我相信，iPS细胞研究未来的趋势是，越来越安全，越来越有效率。”

（生物通：万纹）

原文摘要：

Activation of the imprinted Dlk1-Dio3 region correlates with pluripotency levels of mouse stem cells

Low reprogramming efficiency and reduced pluripotency have been the two major obstacles in induced pluripotent stem (iPS) cell research. An effective and quick method to assess the pluripotency levels of iPS cells at early stages would significantly increase the success rate of iPS cell generation and promote its applications. We have identified a conserved imprinted region of the mouse genome, the Dlk1-Dio3 region, which was activated in fully pluripotent mouse stem cells but repressed in partially pluripotent cells. The degree of activation of this region was positively correlated with the pluripotency level of stem cells. A mammalian conserved cluster of miRNAs encoded by this region exhibited significant expression differences between full- and partial-pluripotent stem cells. Several miRNAs from this cluster potentially target the PRC2 silencing complex, and may form a feed-forward regulatory loop resulting in the expression of all genes and non-coding RNAs encoded by this region in full-pluripotent stem cells. No other genomic regions were found to exhibit such clear expression changes between cell lines with different pluripotency levels, therefore the Dlk1-Dio3 region may serve as a marker to identify fully pluripotent iPS or ES cells. These findings also provide a step forward toward understanding the operating mechanisms during reprogramming to produce iPS cells, and can potentially promote the application of iPS cells in regenerative medicine and cancer therapy. The putative synergetic effects of several miRNAs also furthered the understanding of the coordinative functions of miRNAs in regulating complex biological processes.

作者简介：

周琪

男，37岁，中共党员，博士研究生学历，中国科学院动物研究所研究员、生殖生物学国家重点实验室副主任。

　　周琪长期从事克隆技术的研究工作，有多项成果分别发表在Science、Development、Stem- cells、Developmental Biology、Biology of Reproduction、Human Reproduction等世界著名学术刊物上，并成为获得国际转基因研究genOway奖的首位华裔科学家，为我国在动物克隆和胚胎干细胞研究领域取得了突破性进展。

　　他先后在中科院和法国国立农业研究中心进行博士后研究。1999年，第一次成功用体细胞克隆出小鼠，被“多莉羊”之父Wilmut博士誉为“该领域迄今为止最重要的成果之一”。 2000年5月，他领导的中法科学家小组合作培育出第一只“胚胎干细胞克隆小鼠”；2000年10月，他用自己发明的“损伤切除术”，成功研制出世界第一头没有利用“多莉”技术生产的体细胞克隆牛“周让娜”，并拥有自主知识产权。2001年8月，他又利用细胞周期同步技术生产出了世界第一头中期体细胞克隆牛“奥运2008”。2002年底，周琪发明了能够精确控制大鼠卵细胞自发活化的专利技术，首次培育出克隆大鼠，获得第三届国际转基因研究genOway奖。

　　2002年底，周琪放弃国外优越的科研和生活条件，回国组建起实验室和科研网络，致力于开展克隆和治疗性克隆的研究工作，推动基础研究向临床应用的转化。目前他已建立起小鼠、牛、大鼠和雪貂等多种人类疾病动物模型，建立了70余株治疗性克隆来源的小鼠胚胎干细胞系，建立了人类疾病胚胎干细胞系、人类孤雌干细胞系，改进发明了4项体细胞核移植技术。他在科研方面努力倡导和推动国际合作，并积极对国家的科技政策和管理提出建议，被聘为科技部“海外专家顾问组”顾问。

　　2003年　法中科技促进会生物技术奖
　　2004年　国际转基因研究genOway奖
　　2006年　中国科学院Bayer青年科学家奖、第九届中国青年科技奖、入选“百千万人才工程国家级人选”
 

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