面向人民生命健康 我国科学家在脑科学领域不断取得重要突破

湖南元初生物观察：从基础研究到临床转化，从生物技术到公共健康，守护人类生命健康始终离不开前沿科技的突破与创新。广大科研工作者以提升人民健康福祉为使命，潜心钻研，持续推动具有全球影响力的原创成果诞生。

中国科学院动物研究所研究员 李伟：这批经过遗传改造的胚胎可能展现出独特的生物学特征。春节期间新生动物降生后，我们将第一时间进行表型观察与记录。

在中国科学院动物研究所，李伟研究员带领的年轻团队正专注于小鼠胚胎的遗传改造实验。这支平均年龄约30岁的团队，已在染色体工程领域深耕八年。

中国科学院动物研究所研究员 李伟：无论是创伤还是衰老，最终都表现为细胞与器官功能的退行性丧失，进而引发各类疾病。要调控细胞功能，核心在于对其遗传信息载体——基因组DNA进行精准编辑。去年，我们团队成功实现了对染色体这一DNA高级结构进行定向、可编程的重排。

染色体重排是指染色体发生断裂后与其他染色体连接，形成全新染色体结构。在漫长的生物进化史中，染色体重排是驱动物种演化的重要力量。例如，灵长类动物平均每百万年发生约1.6次染色体重排，正是这类遗传结构的改变，在宏观上塑造了人类与大猩猩的差异。然而，在个体生命周期中，某些异常的染色体重排可能导致不孕不育、儿童白血病或三体综合征等疾病。目前，相关疾病的研究因缺乏合适的动物模型而进展缓慢。

中国科学院动物研究所博士后 王立宾：为了深入探究这些疾病的致病机理，我们必须进行染色体连接与重排的实验研究。

近年来，染色体精准重排技术率先在单倍体生物（如酵母）中取得成功。然而，在基因组更为复杂的哺乳动物中进行染色体操作，则面临胚胎干细胞突变筛选、种系嵌合、后代育种等多重技术挑战，效率低且容错率差。经过无数次实验与尝试，该团队最终在全球范围内首次实现了哺乳动物的完整染色体重排，成功培育出具有全新染色体组型的实验小鼠。这项研究标志着我国在生物工程技术领域取得重大突破，为哺乳动物进化探索、染色体疾病建模等研究提供了全新的工具与思路。

中国科学院动物研究所研究员 李伟：这项技术如同天文学家建造望远镜以观测星系。我们借此可以在模式动物上实施多种染色体改造，一方面探究染色体进化的规律，另一方面也能模拟人类染色体疾病，从而解析发病机制，并为新药与新疗法的开发提供平台。

中国科学院动物研究所博士后 王立宾：这是目前全球范围内最大尺度的遗传操作实践，无论是对实验技术还是整体科研能力，都是极大的提升。

以染色体重排技术为起点，研究团队计划在哺乳动物细胞中开展更大规模、更精准、更复杂的遗传操作。目前，一系列将染色体工程技术应用于疾病模拟、生物进化、生殖障碍等领域的研究已全面启动。未来，通过融合染色体工程与微染色体递送等前沿技术，有望在哺乳动物基因组的设计、改造与合成方面实现更多突破。

深耕脑科学与再生医学，护航全民健康

面向人民生命健康的重大需求，我国对基础研究的投入持续加大。从“十三五”到“十四五”规划，脑科学与类脑研究均被列为国家重点前沿科技项目。今年春节，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心的科研人员依然坚守实验室，在脑科学与再生医学领域持续攻坚。他们的研究将如何助力解决重大健康挑战？

总台记者 窦筠韵：我身旁的液氮罐中储存的，正是目前处于实验室阶段的、用于治疗帕金森病的干细胞药物。通过颅内注射，该药物有望显著缓解患者的临床症状。

帕金森病是主要的神经退行性疾病之一。随着社会老龄化进程加速，开发长期有效的新型临床疗法以改善患者生活质量，已成为一项紧迫的挑战。经过长期的基础研究积累，干细胞治疗技术日趋成熟，正逐步走向临床转化。

中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心高级研究员 陈跃军：多巴胺分泌不足是导致帕金森病患者运动功能障碍的核心原因。移植的细胞整合入患者大脑神经网络后，将分化为多巴胺能神经元，分泌多巴胺，从而帮助患者恢复运动功能。

这种创新的细胞药物被视为最具潜力的帕金森病治愈性策略之一，相关实验需要不间断进行。春节期间，研究团队仍在实验室紧锣密鼓地工作。

中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心高级研究员 陈跃军：我们主要开展两方面工作：一是利用最新的空间转录组技术，对移植后6个月的小鼠移植区进行分析，数据刚获取，需大量分析工作；二是关于帕金森病模型猴的细胞移植数据采集，该实验已持续18个月，恰逢春节关键节点，我们必须完成数据采集与分析，为后续临床试验提供支撑。

全球多个国家和地区已开展基于人多能干细胞的帕金森病治疗临床试验，并获得了积极的药物安全性数据。然而，移植后有效细胞比例平均仅约10%，成为该疗法在临床广泛应用的主要瓶颈。

中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心高级研究员 陈跃军：能否获得纯度更高、更安全、疗效更优的细胞产品，是全球科学家探索的方向，但此前最高仅能将纯度提升至20%-30%。我们认为，别人未做到的，不代表我们无法实现。

瞄准这一目标，团队持续攻关，最终建立了一种全新的技术体系，可将人多能干细胞高效定向分化为黑质多巴胺能神经元亚型，并鉴定出一种独特的表面标记分子。

中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心高级研究员 陈跃军：我们惊喜地发现，利用该分子标记物富集特定的干细胞药物并进行移植治疗，可将细胞纯度从10%大幅提升至80%。

经筛选纯化的细胞药物展现出更优的治疗效果，为推动安全有效的帕金森病细胞替代疗法走向临床转化迈出了关键一步。2022年底，团队已启动与临床医院的合作，相关临床试验正在积极推进中。

面向脑科学与类脑智能两大前沿，中科院脑智卓越中心在神经炎症、自闭症、抑郁症、衰老、睡眠障碍等重大脑疾病研究领域不断取得突破。未来，中心将持续推动这些基础研究成果向临床转化，为人类健康事业贡献更大力量。

中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心副主任 杜久林：我们期待在不久的将来，能在数种重大脑疾病的诊治与干预方面取得实质性进展。

中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心高级研究员 陈跃军：掌握真正的核心技术，将使我国在干细胞治疗领域拥有坚实的国际话语权。

中国科学院动物研究所博士后 王立宾：新的一年，希望中国在哺乳动物合成生物学领域产出更多原创性、引领性的科研成果。

中国科学院动物研究所研究员 李伟：新的一年，我们期望开发出更多新型细胞疗法与候选细胞药物，推动其进入临床，惠及广大患者，并为健康中国建设贡献我们的科技力量。