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重大突破——克隆产生人类胚胎干细胞

2013-06-08 17:24:52 来源:

  大约15年前,人们对生物医学革命寄予厚望,希望在未来的某一天能运用克隆技术产生完全匹配的组织来治疗诸如糖尿病和帕金森病等疾病。从那时起,这种方法备受伦理上的争议,近年来也发生过一些学术造假事件,在一些竞争性的技术面前也未免黯然失色。大多数研究组都放弃了这种大费周折的方法——即通过克隆获得患者特异性的胚胎干细胞。小范围的争论仍在继续:我们还需要这种“治疗性”的克隆吗?

  本周Cell online的一篇Shoukhrat Mitalipov小组的研究论文再次点燃了消逝已久的争论。Shoukhrat Mitalipov是一名从事再生生物学的专家,目前任职于俄勒冈健康与科学大学。Mitalipov研究组最终通过克隆技术获得了患者特异性的胚胎干细胞,并且他们热衷于证明这种技术是值得研究的。

  治疗性的克隆或者说体细胞核移植发端于1996年多利羊的诞生。供体细胞来源于身体某个组织,例如皮肤,然后与去核的未受精的卵细胞融合,去核的卵细胞重编程供体细胞中的DNA使融合的细胞恢复到胚胎状态,并且能到囊胚期。然后收集这些细胞并构建成稳定的细胞系,这种细胞系在遗传上与供体细胞是匹配的并能够被培养成人体中的不同细胞类型。


  许多科学家曾经尝试过构建人类核移植干细胞系,但是直到今天才有人获得成功。这其中还发生过臭名昭著的“黄禹锡事件”。首尔国立大学的黄禹锡曾经利用数百个人的卵细胞分别在2004和2005年报道了两个成功的案例,最后都被认为是造假。其它的研究组也取得过一些进展,例如Mitalipov组于2007年从猴中构建了核移植干细胞系,再者纽约干细胞基金会的再生医学家Dieter Egli曾成功的构建了人类核移植干细胞系,但是这一过程中卵细胞的细胞核并未被去除,从而导致细胞的染色体数目异常而限制了其使用。

  Monkeying around

  Mitalipov小组是在去年9月开始他们新的研究,使用的卵细胞来源于一些年轻的捐助者,这些捐助者是一所大学的广告宣传中招募的。在去年十二月,在几次失败的尝试之后,从四个克隆的胚胎中获得的细胞已经开始生长了。Masahito Tachibana是一位来自于日本仙台的生殖专家,结束了在Mitalipov实验室的5年工作后,紧张的对1毫米宽的细胞团进行观察,然后将细胞团转移到新的培养基上并且能够继续生长——这预示着成功了。当Mitalipov得知这一结果后立即取消了自己的休假计划,并且很兴奋了在圣诞节去培养细胞,当然他的这一做法同时也得到了其家人的理解。


  成功源于细微的技术调整。研究人员利用失活的仙台病毒(用于诱导细胞融合)来混合卵细胞和体细胞,然后通过电击激活胚胎发育。在首次尝试中获得了六个囊胚,但不是稳定的细胞系,随后他们添加了咖啡因用来保护卵细胞不被过早激活。

  这些技术没有一项是新的,但是研究人员在研究人类细胞之前在超过1000个猴的卵细胞中测试了不同的组合。“他们对实验指南做出了正确的改良,这是个利好消息,是具有说服力的,我相信它”,Egli说道。

  Mitalipov表示这些实验仅仅用了数月。但是有人会问,你在2007年就从猴的研究中获得了成功,为什么6年后才在人身上取得成功呢?他说,大多数时间都是耽搁在了美国胚胎研究方面的限制上。

  研究人员进行了一组试验来证实他们的核移植干细胞能够形成不同的细胞类型,包括能够自主收缩的心脏细胞。

  第一个细胞系是用胎儿的皮肤细胞建立的,其它则是来源于8个月大的患有代谢紊乱疾病又被称作Leigh综合征的患儿,这是为了证实胚胎干细胞能来源更加成熟的供体细胞。这项技术并没有获取超限数目的卵细胞:来源于一个供体的15个卵细胞构建了一个细胞系,来源另一供体的5个卵细胞则构建了另一个系。哈佛医学院的干细胞研究权威George Daley称效率是令人印象最深刻的事。

  这些进步仍然是必须的,让人们确信细胞核移植仍然是值得的。卵细胞捐献者能够获得大约3000到7000美金的补偿。按照一些生物伦理学家的看法,这仍然是昂贵的和具有风险的,并且会来诱使穷人滋生一些有关的交易。因为这项技术需要破坏胚胎,而来源于美国国立卫生院的基金是不能被用于研究源于核移植的细胞系,因而阻碍了进一步的临床研究。

  公众的恐惧源于这项技术可能被用于创造克隆人,这是另一个阻碍。弗罗里达州遗传政策研究所的主任Bernard Siegel说这项研究可能激起一些具有“克隆歇斯底里症”的人来反对干细胞研究。Mitalipov曾经在猴中进行克隆研究了十多年,当时也并没有获得成功。Tachibana说道,随后的一些文献也解释了为什么从人类身上通过核移植克隆是不可能的。

  峰回路转,Daley和大多数干细胞研究专家已经转移到用另一种方法创建匹配的患者特异性细胞系:通过重编程成纤维细胞获得了诱导多能干细胞(iPSs)。这项技术最早是在2006年Yamanaka小组报道的,这项技术并未涉及卵细胞、克隆或者破坏胚胎。“老实说,最令人惊讶的是在一个全民疯狂研究iPS的时代仍然有人在坚持做人类细胞核移植”,Miodrag Stojkovic说道。

  如同其他人一样,Stojkovic等待着iPS细胞和核移植产生的干细胞之间的比较。一些研究组已经显示,iPS细胞并没有被完全重编程,而来源于核移植的干细胞更倾向于通过体外受精获得的胚胎干细胞。Mitalipov 和 Tachibana目前正在着手去比较这两种干细胞。Daley表示这些结果十分令人期待。

  来源:科学网



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