这个成果“在大熊猫保护领域确实是一个重大突破,”柏林自由大学专门研究野生动物繁殖的兽医Thomas Hildebrandt说,他并未参与这项研究。这“为拯救这种宏伟的物种和保护图标开辟了一条全新的途径,”并且可能为生成其他易受威胁和濒危物种的干细胞提供战略建议。研究人员已经将小鼠和人类的皮肤细胞(即纤维母细胞)转化为干细胞,尤其是多能干细胞 (SN: 12/24/14)。

这些干细胞“具有无限的增殖潜力,在特定条件下可以形成体内的任何类型的细胞、组织或器官,”中国科学院广州生物医药与健康研究所的干细胞研究员刘静说。创建这些干细胞的难点在于,过程必须针对每种新物种进行定制。为了将大熊猫的纤维母细胞重新编程为多能干细胞,研究团队首先将一些已知可以重新编程成体细胞的基因与已知可以促进转化为干细胞的小RNA分子一起放入皮肤细胞中。

研究人员还必须确定哪些特定蛋白质和生长因子可以帮助将大熊猫皮肤细胞转化为干细胞,以及哪些可以保持它们的多能状态。拥有随时可用的多能细胞,可以让科学家们创建大熊猫的原始生殖细胞,也就是精子和卵细胞的前体,这在小鼠和北部白犀牛中已经实现 (SN: 10/17/16)。

获取这些大熊猫的性细胞一直很困难,因为大多数的现存大熊猫种群都受到严格保护,禁止使用典型的卵子提取技术,比如给大熊猫使用药物使其在一个周期内产生额外的卵子或从卵巢中提取卵子。而最近去世的动物中获取卵子的方法也不可靠,因为剩余的大熊猫数量太少。

如果科学家们能以非侵入性的方式生成大熊猫的精子和卵细胞,比如将这些皮肤细胞转化为干细胞然后再转化为生殖细胞,然后用这些细胞制造新大熊猫,团队或许能够增加剩余动物的遗传多样性。目前有33个孤立的种群,其中15个非常接近灭绝。将干细胞转化为原始生殖细胞是团队的下一步目标。但利用科技帮助大熊猫繁殖并不是唯一的目标。多能干细胞在疾病诊断和治疗中也有用处。

刘静说,最终希望是既能扩大大熊猫的种群,又能使其更加健康。研究团队的发现也有可能对其他濒危物种实现干细胞转化具有重大潜力。“这就像你使用的图书馆,”在防止北部白犀牛灭绝方面发挥了关键作用的Hildebrandt说 (SN: 7/4/18)。“你知道,有很多书籍描述了类似的事情,但从不同的角度描述。”