“人类生命与健康的核心问题是什么?生、老、病、死?”
9月23日,在金凤实验室举行的“科学与中国——千名院士·千场科普”行动走进重庆报告会上,中国科学院院士、欧洲科学院院士、昆明理工大学特聘教授季维智以“非人灵长类与人类健康”为题,介绍了科研团队走在国际灵长类研究最前沿的科研成果。
“灵长类动物与人类高度相似,是疾病药物靶点研究及药物开发的理想动物模型。”季维智说,以非人灵长类研究为切入点,是探索人类生命发育奥秘的核心。在灵长类生物医学研究上,季维智深耕41年,取得了系列研究成果,为我国灵长类研究跻身世界先进行列发挥了积极作用。
“鉴于在生理及行为学方面与人类的高度相似,人类疾病的灵长类动物模型对探索疾病的致病机理和治疗有重要意义。”季维智说。
基于对灵长类动物生殖生理的长期研究和建立的系统生殖技术体系,季维智带领科研团队在2010年成功实现了转基因猴实验,成为当时中国第一家、国际上第三家实现转基因猴的实验室,为后续的靶向基因编辑技术在灵长类的应用打下了坚实基础。
2014年,季维智团队在国际上首次报道食蟹猴和猕猴基因编辑模型,在Cell发表的基因编辑猴的论文入选2014年世界十大科技进展,成为2014年世界最成功的8大事件之一,对推动疾病机理研究和治疗产生深远影响。
此后,季维智团队又利用靶向基因编辑技术,在灵长类动物基因同源重组(基因敲入)取得了突破。
“早衰症是一种罕见的遗传疾病,会导致儿童极端过早衰老,目前缺乏有效治疗手段。”季维智介绍,由于患者的组织、细胞和分子表型与人类生理性衰老非常类似,该遗传疾病的研究为科学家探究人类衰老的秘密提供了重要的途径。
在不断探索与艰辛的努力下,季维智团队首次成功构建了单碱基基因编辑技术建立的早衰症的猴模型,再现了患者的临床和细胞分子表征,并可从分子、细胞和组织器官水平解析细胞衰老如何引发机体衰老的过程和机理,有力推动了人类早衰症发病机制和基因治疗的研究。同时,构建了Rett综合征猴模型,帕金森病(PD)、杜氏营养不良症(DMD)等疾病猴模型。
作为我国最早开展灵长类干细胞研究的学科带头人,季维智院士对胚胎干细胞分离、信号通路对干性维持和自我更新等都有系列研究和新发现,为灵长类多能性胚胎干细胞系的建立和相关研究奠定了良好的基础。
在猴胚胎和人胚胎体外培养体系的基础上,季维智团队首次获得了人-猴嵌合胚胎。该成果解答了异种嵌合细胞如何互作,及发育程序差异如何调节等基础科学问题,为解决异种嵌合效率低下等问题提供新的思路。
这一成果,不仅为系统研究胚胎干细胞多能性提供了基础,也为满足医疗需求在体内外再生人类功能的组织器官提供了坚实基础,从而建立理想的人类复杂疾病灵长类动物模型,为人类的生命健康保驾护航。