当你在吃“人造肉”汉堡时，到底在吃什么？

近年来，再生医学领域涌现出一系列突破性的研究成果，它的研究及应用范畴已经涉及到修复受损皮肤、骨骼、肌肉、器官等，更是当今生物医学界最炙手可热的研究课题之一。

本期青创联盟线上学术沙龙YOSIA Webinar将介绍再生医学交叉领域和发展趋向。点击了解更多👇🏼
YOSIA Webinar | 再生医学的前沿发展

在新闻中，我们会看到世界上有一些人，因为一场车祸，一次火灾，甚至一场战争，失去了健全的身体，无法拥有一个正常人的生活。

 

在电影《终结者3：机器觉醒》的剧情中，看着阿诺史瓦辛格饰演的T-800机械人为了保护主角，多次轰炸歼灭者“T-X”，但因为“T-X”有着超强的自我修复功能，只要几秒钟就能完全恢复原型，接着又开始对主角的夺命追杀。

 

试想如果有一天，

人类也有着超强的自我修复能力，

世界上是否再也不会有因为不幸的意外而丧失生活能力的残疾人士？

人类是否就能长命百岁或万寿无疆？

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其实，这些设想也许会在20-30年后都能找到答案，很多科学家一直都在研究这样一个生命科学领域——再生医学。

近年来，再生医学领域涌现出一系列突破性的研究成果，它的研究及应用范畴已经涉及到修复受损皮肤、骨骼、肌肉、器官等，更是当今生物医学界最炙手可热的研究课题之一。

 

什么是再生医学？

要为丢失或功能损害的人体组织和器官进行再生和创造，其实我们人体内本身就具备着自我复制和修复的能力。当我们不小心割伤手指，不到一周时间伤口就会自我恢复。每个人都具备的这项“再生超能力”，就是通过我们体内的干细胞所实现的。

 

原来，

这种看似只能出现在科幻片里的神奇再生能力，

却真实地存在于我们每个普通人的身上。

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干细胞是什么？

干细胞具有四大能力

• 自我更新：从而维持干细胞池的稳定性。
  

• 分化：它可以分化为祖细胞，并至少能产生一种成熟细胞。

• 修复：对组织损伤产生反应，可迁徙、增殖分化并参与修复过程。

• 移植：具有可移植性，并重建某种组织。

疯狂自我复制中的干细胞

最神奇的是，当干细胞被连续移植后，仍然具有以上能力。为医学、再生医学、生命科学和自然科学方面提供了各种可能性，例如利用干细胞构建各种细胞、组织、器官作为移植器官的来源，抗衰老保健，生命的起源与分化的研究。

干细胞的4大种类

• 全能干细胞——主导生命的元帅

受精卵就是最高层次的胚胎干细胞，具有发展成独立个体的能力，也就是说它可以发展成一个生命、一个人。

• 多能干细胞—— 会72变的将军

无法发育成一个个体，但具有可以产生构成身体的所有细胞类型。多种组织的能力的细胞。

source:测序中国

• 多潜能干细胞——会分身术的校官
  

具有增殖与分化的能力，可以发展成多种细胞类型，但比多能干细胞更受限制。

 

• 单能干细胞——自我更新的小兵

只能产生一种细胞类型；但是，具有自更新属性，将其与非干细胞区分开。

干细胞的两个发育阶段

Stage 1：胚胎干细胞

在胚胎发育早期的囊胚中，可发育为不同的细胞，是所有细胞最初期的形态

source: 生命的奥秘

Stage 2：成体干细胞

亦称成人干细胞，分化成具特定功能细胞的能力。

例如：骨髓干细胞、造血干细胞、神经干细胞

胚胎干细胞VS 成体干细胞

胚胎干细胞在培养中相对容易生长。成人干细胞在成熟组织中是罕见的，从成人的组织中分离这些细胞具有挑战性,在细胞培养中扩大其数量的方法尚未制定，然而，移植疗法需要大量的细胞。

因此，了解干细胞的基础机理和功能，从而带动细胞工程技术的进步，是基础生物研究对再生医学在未来的应用发展而言，一个重要的方向。

干细胞研究和再生医学离我们有多远？

今年4月以色列研究人员创造了世界上第一颗具备细胞和血管的3D打印心脏，它的问世有可能成为心脏病治疗领域的巨大进步。

更好玩的是，干细胞还可以做成生物机械biobot。

 

在2014年，伊利诺大学厄巴纳- 香槟分校的研究员最近研制出一款尺寸不到 1cm 的微型生物机械人。利用3D打印技术做出来的弹性水凝胶和骨骼肌细胞所组成，它有潜力成为手术机械人或行动环境探测机。

source: engadget

在实验室中的干细胞培育的“人造肉”最近也成为了商业的热点。“人造肉”被MIT Tech Review 评选为2019年度10大科技进展。比尔·盖茨、李嘉诚都纷纷持巨资投入到研制人造肉的创新企业。

 

今年4月份汉堡王在美国圣路易斯的57家门店推出了一款全人工制造的人造肉汉堡，味道和真肉无异。

 

source: MIT Techology Review

人造肉、生物机械、3D打印心脏和其背后的再生医学有着这么多可能，

让我们一起听听科学家们

是如何从更专业生动的角度

讲述再生医学的前世今生和未来发展的？

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YOSIA Webinar

再生医学的前沿发展

5月12日  上午10:00-11:35

本期未来论坛青创联盟线上研讨会 YOSIA Webinar 邀请到中科院动物研究所的黄仕强老师来给大家“肌肉的再生医学与仿生学”的主旨分享。

2008年于Princeton University获得分子生物学最高荣誉学位。2013年于Harvard Medical School 获得医学博士学位。2013-2017年担任Genome Institute of Singapore研究组组长。他是开创干细胞代谢领域的青年学者之一，研究重点涉及干细胞分化与再生过程中所需的代谢转变。亮点工作包括：发现成年哺乳类动物体内有一种处于沉睡状态的“青春”基因Lin28能通过代谢调控促使多种受创细胞组织重新修复、和破解肌肉衰减症的肌肉干细胞代谢调控机制。其研究成果发表在 Science、Nature Medicine 、Cell、Cell Stem Cell、Cell Metabolism、Development等杂志上。荣获中组部“千人计划”青年人才、中源协和生命医学创新突破奖、Gates Foundation与 Howard Hughes MedicalInstitute (HHMI) Scholar等荣誉。

 

本期Webinar交叉学科议题

肌肉再生与AI图像分析交叉的可能

再生医学研究可以为退化性疾病提供新的治疗方案。无论是因为衰老、意外或遗传性疾病而严重损失肌肉的病人，除了服用消炎药和忍受疼痛，都没有可行性治疗手段。因此肌肉再生的研究和临床应用无疑能为很多患者提供一线希望。肌肉再生研究也能为”人造肉“研究与生物机械领域提供重要的参考。

目前，分析肌肉再生机理的最强大武器就是基因组学和代谢组学。但这些方法仍然无法有效捕抓再生过程的复杂时空变化。因此利用干细胞的再生能力开发了器官组织模型，也称为类器官organoids。再结合最新的成像质谱与成像测序技术，便可剖析分子在再生过程中的复杂时空变化。

 

本次报告会上，黄仕强教授将对再生医学，以及有关再生医学与仿生学的交叉领域和发展趋势进行介绍。周少华教授将介绍机器学习与领域知识相结合的“机器学习+知识建模”方法，能够在医学图像识别、分割和解析等许多任务上实现最先进的性能。

参与嘉宾

黄仕强：中科院动物所研究员、未来论坛青创联盟成员

周少华：中科院计算所研究员、未来论坛青创联盟成员
曹楠：中山大学中山医学院教授、青年千人、未来论坛青创联盟成员
张璐：Fusion Fund 创始合伙人、未来论坛青年理事

苏萌：香港大学空间实验室副教授、未来论坛青创联盟成员

活动流程

10:00-10:05   主持开场——苏萌教授

10:05-10:35   主旨分享 ——黄仕强教授

10:35-10:55   交叉分享 ——周少华教授

10:55-11:35    跨学科讨论+Q&A 
        苏萌（主持）、黄仕强、周少华、曹楠、张璐

 

跨学科议题

1. 如何结合器官组织模型与代谢组学、基因组学和AI技术，来模拟和理解疾病

2. 如何结合器官组织模型与新型成像技术，来剖析发病机制和筛选新药物

3. 如何结合器官组织模型与材料工程、电子工程和3D打印，来构建“人造肉”和“生物机械”

报名方式

1. 加入微信群，扫以下二维码，添加未来论坛小助手，请标注姓名和单位，申请加入YOSIA Webinar微信群。

2. 加入QQ群，搜索群号：206523081，申请加入“未来论坛青年科学家”QQ群，请备注姓名-单位（没有备注无法通过）。每期 Webinar 预告和直播间地址将在群里发布。

参会规则

1. 依托直播平台进行，听众可以同步看到演讲幻灯片，听到语音并通过相应功能聊天互动；支持Windows、Mac系统和手机观看。

2. 活动前5分钟进入直播间，确保网络环境稳定。

3. 演讲者讲话期间请不要提及无关内容，以免影响活动的正常进行。

4. 活动中若出现语音或视频断联的情况，建议尝试推出重新进入。

感谢本期Webinar支持合作：

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YOSIA Webinar 旨在促进交叉学科的深度学术交流，探讨科研尖端问题，期望通过启发跨学科、跨领域合作，为学术研究带来新思维角度。本期邀请学术造诣深厚的联盟成员分享其研究领域专业知识，提出对跨学科的需求和思考，在讨论环节带动交叉学科科研人员深度思考、碰撞激发，推动跨学科合作。

未来论坛青年科学家创新联盟 简称“青创联盟”，为全球优秀的华人青年科学家提供学术探讨与思想交流的平台，在跨界碰撞中畅想未来，在交叉合作中孕育新思想，以共同推动跨界前沿科学的进步，从而发掘科研界的未来世界级领袖。青创联盟成员可以在未来论坛平台上开展学术分享、科普宣传和科技成果转化。