“全球抗疫”系列讲座｜《干细胞和我们的生命》、《对抗新冠病毒的基因组学策略》（附精彩视频）

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导读

本期美国浙江商会联合中美健康峰会、全球绿色发展联盟、治理研究所共同主办的“全球抗疫系列”讲座请来了两位主讲人胡敏博士和尹君博士。干细胞在新冠疫情上的应用，在全球范围内开展得如火如荼，并得到了不错的初步结果。胡敏博士耕耘干细胞行业接近20年，并创立了一家干细胞临床前公司，她将以她的视角来点评和分享干细胞的故事；疫情流行之广、流行时间之久，带来了海量的基因组数据。如何挖掘、整理这些数据，并将其应用于病毒机理研究和药物研发，就变得非常重要。拥有丰富学术和工业界经历的尹君博士将和大家聊聊他的科研攻关故事。

主讲嘉宾：

胡敏博士：APstem Therapeutics, Inc. 创始人及CEO、医学博士；

尹君博士：Sanford Burnham Prebys 医学研究所及美国国家癌症研究所指定癌症中心生物信息总监

主持人：

朱芳芳博士：美国浙江商会董事、细胞生物学博士、WI Harper Group 副总裁

本文经此次讲座内容整理而成。

《干细胞和我们的生命》

讲座大纲

What are stem cells ? 什么是干细胞？

How many types of stem cells ? 干细胞的种类

Can stem cell treatment cure diseases ? 干细胞能治病吗？

What diseases stem cell can treat? 干细胞能治疗哪些疾病？

Why stem cell can be useful in the treatment of COVID 19? 干细胞对新冠患者治疗有用吗？

Stem cell industry and the future 干细胞工业和前景

主要观点

每一个人体有40到60 万亿个细胞 ，分成200 多种类型。胚胎分裂到32个的时候，称为一个胚囊。把胚囊内侧的细胞取出来，在培养皿里诱导分化，可变成心脏、脑子等器官和组织。这类细胞叫做胚胎干细胞。其特点为全能性。

出生以后的干细胞称作成体干细胞，分为造血干细胞和间充质干细胞两类，用于补充、更新、替代体内的各种细胞（如红细胞、白细胞、肝细胞、头发等）。人体在生长发育中，不断使用和消耗着干细胞。出生以后的干细胞，生长和分化都日益受到限制，不再是全能，而是有条件的分化。其特点为多能和单能性。

诱导性多能干细胞iPSCs（induced pluripotent stem cells）是2006年日本京都大学Shinya Yamanaka 在 《 Cell 》发表的一种干细胞。Shinya Yamanaka 在2012 年由于这项研究获得诺贝尔奖。这种干细胞是通过人工诱导非多能性细胞重新编程，而表达某种特定基因得到的、与胚胎干细胞十分相似的干细胞。

干细胞种类小结及对比：

胚胎干细胞：全能/易扩增/畸胎瘤（生长环境不同于母体）。

成人干细胞（造血干细胞和间充质干细胞）：多能或单能/可扩增/不易生瘤。

诱导性多能干细胞：全能/扩增时间长/分化诱导复杂/畸胎瘤。

成人全能干细胞APSCs（新发现）：具有强力组织损伤的修复能力，全能/易扩增/不生成肿瘤。

干细胞工业包括治疗、健身、延长寿命、美容、医美等方面。其中治疗类又可细分为：干细胞治疗，包括各种疾病的临床治疗和机体修复。如神经系统损伤的修复（慢性中风后脑组织修复、通过注射干细胞治疗脑萎缩）、心血管干细胞修复、糖尿病治疗以及可覆盖更多的适应症新疗法；干细胞相关治疗，包括人工肝、人工骨、关节等。如人化动物组织-人化鼠肝（通过将干细胞移植到具有免疫缺陷的小鼠身上，在小鼠上培养肝脏用于人类药物测试）；干细胞相关产业，包括组织工程学、类器官、药物筛选等。

干细胞治疗新冠患者的作用机理包括：控制炎症、修复受损肺组织、外源性补充肺的干细胞、修复和更新：多向分化，替代、衰老死亡的细胞、分泌生长因子、细胞因子、调节提升机体整体活力。

在美国，FDA一面比以前加快干细胞相关药物和疗法的批准速度，一面提高监管力度。主要体现在加强有效性和安全性的检验、统一标准、严查夸大宣传等方面。

全球干细胞市场在2020 年 预计可达到91 亿美元的规模， 预计在 2027 年达到 151 亿美元的规模。成体干细胞预计达到 127 亿 美元的规模。中国市场的年增长率为 6.9%，美国市场的年增长率为 7.2% 。

干细胞在器官再生和细胞替代治疗中具有广阔的应用前景。根据疾病的分类，全球干细胞治疗市场可分为地中海贫血、脑瘫、糖尿病、白血病、自闭症等等。随着糖尿病等许多疾病的发病率逐年攀升，增加了对干细胞的临床需求，从而推动了干细胞治疗市场的发展。

干细胞治疗市场非常活跃，涌现出大量参与开发干细胞治疗各种疾病的企业和研究机 构，例如澳大利亚 Mesoblast 公司，他们开发的用于骨修复的自体间充质前体细胞产品 MPC 在 2010 年获批上市；美国的 Celgene 公司 2014年以177 亿美元收购 OncoMed 6 款干细胞候选药 。

近年来越来越多的创新型以及传统企业加入干细胞行业并向市场注入新产品 。尽管目前全球已经获批上市的干细胞治疗产品为数不多，但是越来越多的在研新品驱动着市场的发展，也吸引了资本市场的兴趣 。资本的加入又将加速新疗法的问世 。

胡敏博士成立的APstem Therapeutics，基于在斯坦福大学10余年的研究，开发出全新通用成人全能干细胞（APSCs）治疗重大疾病及老龄化疾病的再生疗法。与现有干细胞疗法相比较，优势明显。

APSCs可以直接再生损伤的组织或细胞，具有卓越的修复功能。具有强力的血管再生作用，同时具有抗炎和免疫调节作用。可以开发应用于：皮肤损伤、冠状病毒造成的肺炎、以及其它多种组织器官的损伤和免疫系统过度反应、肝病、心脏疾病等。

全程讲座视频实录：胡敏博士《干细胞和我们的生命》

《对抗新冠病毒的基因组学策略》

主要观点

组学是系统的分析生物中的各种分子的情况的学科。它可分为基因组学、基因表达、质谱学等多种细分方向。组学的应用之一就是通过大数据指导新药研发和生物标记物研发。 尹君博士在本次分享中对于他目前正在做的两项研究进行了介绍。第一个项目就是研究新冠病毒其中的一个蛋白的功能。

新冠病毒的致病机理是，作为一种RNA病毒，进入到人类细胞后和人类蛋白进行作用，使人类蛋白协助复制和转录病毒蛋白。目前针对新冠病毒的制药思路有两项，一是针对病毒的蛋白；二是针对协助病毒的转录和复制的人类蛋白。

新冠病毒包含由3万个碱基对翻译成14 条开放编码框所形成的29个蛋白。目前研究人员已经了解了一些结构蛋白和非结构蛋白（协助复制）的功能，但是绝大多数蛋白功能还是未知。

今年UCSF在Nature杂志发布了新的方法，用于研究新冠病毒的29个蛋白如何跟人体中的蛋白相互作用。该方法通过亲和纯化/质谱把病毒的蛋白在人类细胞中表达，且每一次实验只表达一种蛋白。把与病毒蛋白直接结合的人类蛋白拿出来进行研究，由此推测每一个蛋白的功能。

尹君博士和他的团队通过使用该方法发现ORF9c蛋白与人类蛋白结合的数目是相对较多的，所以推测该蛋白会起到比较显著作用并选择该蛋白进行进一步研究。

通过对采集多种基因组信息进行基因系统树研究，发现与新冠病毒基因关系最近是蝙蝠中发现的一种新冠而非造成2003年大流行的SARS病毒。通过对ORF9c蛋白的基因系统树研究，得到了相似的结果。

通过对新冠病毒ORF9c蛋白序列的研究，发现其具有与细胞膜结合相关的功能。不同于其他新冠病毒的跨膜结构域可能导致这次新冠病毒的更广泛的传播。

通过人细胞中ORF9c感染的多组学分析，了解了不同阶段病毒对人类产生的影响，并确定ORF9c主要与宿主膜结合蛋白相互作用。该发现可被用于有针对性的开发新冠病毒疫苗。

了解病毒直接作用的蛋白类型之后，尹君博士和他的团队研究了ORF9c在人类细胞中蛋白和基因水平的表达。通过使用两种Mass Spec方法，发现ORF9c抑制了蛋白质组水平的免疫反应。在基因层面，同样证实ORF9c抑制了转录组水平的免疫反应。

网络分析显示宿主细胞中ORF9c的抑制免疫反应的机制为蛋白质泛素化和展开的蛋白质反应。把ORF9c通过全病毒感染后，再现了单独感染时出现的免疫抑制。

通过多重组学数据之间的相互关系，再一次证实了ORF9c的抑制免疫反应的机制为蛋白质泛素化。

通过老药新的方法，尝试能否有药物来克制ORF9c的抑制免疫反应的机制，发现MG132，一种蛋白质抑制剂，逆转了ORF9c对蛋白质组的改变。 这个实验最终得到两个结论： ORF9c是膜结合蛋白，可通过中断蛋白泛素化和未折叠的蛋白反应来抑制宿主的免疫反应。 VCP 抑制剂可能是逆转宿主体内ORF9c作用的潜在药物。

第二个项目是创建一个新冠病毒基因组学的开源数据库，使得研究人员可以轻松访问已发布的组学数据集并且作为一个可深入挖掘数据集的工具。

全程讲座视频实录：尹君博士 《对抗新冠病毒的基因组学策略》

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