作者:唐凤 来源:中国科学报 发布时间:2013-5-20 9:01:40
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干细胞有了,克隆人还远吗
“黄禹锡事件”9年后科学家终获人体胚胎干细胞

 
研究人员使用婴儿DNA成功制作出胚胎干细胞,但他们还不能证明当核供体细胞是成人细胞时,该技术同样能起作用。图片来源:俄勒冈卫生与科学大学
 
■本报记者 唐凤
 
这次看起来是玩儿真的:研究人员利用与克隆多利羊相似的方法制作出个体化的人体胚胎干细胞,而成功的“秘诀”之一便是额外添加了一罐咖啡。
 
这项实验制作出的干细胞所携带的DNA属于一个患有遗传性疾病的婴儿,而这次成功距韩国研究人员在一篇著名的伪造论文中声称自己完成了相似壮举已有9年时间。2004年,韩国科学家黄禹锡曾经宣称他带领的研究组已经首次成功实现了人体胚胎克隆,并成功从克隆胚胎上提取了干细胞。但后来被证实他的这项研究存在造假行为。
 
在韩国论文造假事件穿帮后,仍有少量研究人员在继续进行试验,但是人类受精卵或卵母细胞对相关技术反应较差,尽管这些技术在羊、老鼠、牛、猪以及其他动物中均获成功。
 
如今,借助多年猴子细胞实验积累的数据,美国比弗顿灵长类动物研究中心的Shoukhrat Mitalipov及其同事发现了能够适用于克隆人体细胞的“秘诀”。在刊登于5月16日出版的《细胞》杂志上的论文中,科学家表示,去除人体卵母细胞内包含DNA的细胞核,然后将这些细胞与胎儿皮肤细胞或8个月大婴儿的皮肤细胞融合,产生出的胚胎携带着来自皮肤细胞的DNA。之后科学家能够使用这些胚胎衍生出胚胎干细胞,理论上这些胚胎干细胞能够分化成这个婴儿的所有类型的细胞。这一新技术与1996年制造克隆羊多利的技术相同,意味着人类距离克隆人又迈进了一步。
 
“这是一篇不可思议的论文。”纽约干细胞基金会体细胞核移植(SCNT)技术专家Dieter Egli说,“我们希望能够重复他们的结论。”波士顿儿童医院干细胞研究专家George Daley表示,这一结果是“经历数年辛勤研究后,来之不易的胜利”。
 
尽管受到那些希望制造出用于治疗疾病或研究的个体化人体干细胞的科学家的欢迎,该成果也易于煽动起有关人类SCNT的伦理方面的争论,其中包括SCNT是否应该被管制以阻止出现生殖性人类复制。美国团体“人类基因警示”创建人David King呼吁在全球范围内达成协议,全面禁止对克隆人技术的开发。并且他还表示,此次研究人员将他们的干细胞提取技术详细方案通过论文形式公开发表是一种“极端不负责任”的行为。
 
对此,Mitalipov表示,从短期来看,人们可以不必担心。尽管进行了超过100次试验,Mitalipov研究小组都未能制作出SCNT衍生的猴子胚胎,以便植入“代孕母亲”体内使其怀孕。这些细胞产生的胎盘在克隆猴子胚胎中未能充分发育,并且他提到,人类SCNT胚胎也出现了相似的畸形情况。
 
不过那些问题似乎并没有阻碍从胚胎中衍生出干细胞。Mitalipov和同事还报告称,在一些实验里,一半的人类SCNT胚胎能发育到囊胚期(这时胚胎形成一个细胞空心球)产生稳定的胚胎干细胞系。
 
在过去15年里,该研究小组在绵羊、老鼠、牛以及其他一些动物身上进行了无数试验。在获得足够的经验后,他们才开始制造人体胚胎干细胞。干细胞是一种未充分分化、尚不成熟的细胞,具有再生各种组织器官和人体的潜在功能,医学界称为“万能细胞”。人类胚胎干细胞能够演变成构成人体的大约200多种细胞中的任何一种。不仅如此,它们还可以继续分裂,转化为心脏、神经、骨骼等多种人体器官,应用潜力不可限量。
 
经历了无数次的实验失败后,该研究小组终于出人意料地取得成功。由于脆弱的人体卵母细胞很容易在细胞核移植所必需的操作中被损坏,因此研究人员需要对该过程略微进行一些调整,这些调整主要基于其猴子实验得来的经验。与使用电脉冲将无核卵母细胞和核供体细胞相融合不同,该研究小组将细胞暴露在取自一个灭活病毒的表面蛋白质中,这种老旧的技术在多利降生后便已“失宠”。
 
该研究小组还在剥离细胞核及细胞融合过程中沉浸卵母细胞的媒介中加入了咖啡因。Mitalipov提到,咖啡因能够稳定卵母细胞细胞质中的关键分子,这些分子能帮助重组融合细胞形成一个胚胎状态。如果没有咖啡因,仅有11%的SCNT胚胎能发育到囊胚期,但无法产生胚胎干细胞。一旦加入咖啡因,就有23%的SCNT胚胎能形成囊胚,并且其中一半能产生胚胎干细胞。
 
这样的高效率将意味着SCNT技术创造个体化人体干细胞不再如许多观察者预想的那样不切实际。但是它也面临着当前制作基因匹配的多能细胞(诱导性多功能干细胞)方法的激烈竞争。通过增加额外的若干基因副本到皮肤或其他细胞中,科学家能够使它们表现得类似于胚胎干细胞。这种技术比SCNT更容易,并且不需要大量的人体卵母细胞。(用于Mitalipov实验中的卵母细胞均由健康的志愿者捐赠,捐赠人获得5000美元的补偿。)
 
但是,研究人员发现了一些迹象:诱导性多功能干细胞和衍生自胚胎的胚胎干细胞的基因表达之间可能存在微妙但显著的差异。比较SCNT衍生人体胚胎干细胞与其诱导性多功能干细胞相对物是新进展最重要的方面之一。Daley提到,“核移植胚胎干细胞可能有很多优点,但是必须进行严格论证”。他还表示,在实践中,制造诱导性多功能干细胞“仍然非常容易”。
 
马萨诸塞州怀特黑德生物医学研究所致力于研究细胞重新编程的Rudolf Jaenisch指出,他对人类SCNT技术能够被广泛应用持怀疑态度,“出于实践原因,我不认为它能够担任主要角色”。Egli和Mitalipov的视角则有所不同。“我们不知道是否一种或另一种技术有优势,但我认为它们都非常有用。”Egli说。
 
虽然研究人员使用婴儿DNA成功制作出胚胎干细胞,但他们还不能证明当核供体细胞是成人细胞时,该技术同样能起作用。在之前的实验中,克隆胎儿细胞或来自仔畜的细胞比克隆成年动物的细胞更加简单。“还需要证明该技术能适用于各种年龄段的细胞,但希望能够做到。”Egli说。
 
《中国科学报》 (2013-05-20 第3版 国际)

 
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