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Science:卵子“孤雌生殖”出胚胎干细胞

2013-06-09 16:35:01 来源:

  生物通报道:Boston儿童医院研究人员最近报道了一种生产移植所需干细胞的新机制,只利用卵细胞即可产生与受体的免疫系统具有相容性的小鼠胚胎干细胞,不会引发排斥反应。研究结果刊登于12月14日《Science》。

  研究人员经过一系列小鼠实验,总结出了一种方法:利用未受精的卵细胞,得到控制免疫系统细胞识别的基因型与乱卵子供体的遗传匹配的胚胎干细胞。不完善之处包括:只有雌性是技术的受益者,提供她们自身的卵子去产生干细胞,并且这些特异的胚胎干细胞发展出的组织,功能不一定正常。

  “如果这项技术在人类中得到证实,将提供一种获得女性来源的目的干细胞系的有效途径,”文章高级作者、Boston儿童医院George Q. Daley博士说,“这会减少组织匹配和组织排斥问题(组织移植的一大障碍)。”

  胚胎干细胞被称为“master cells”,可以产生肌体中任何组织。2002年,Daley实验室与MIT Whitehead研究所Rudolf Jaenisch博士实验室合作,通过小鼠实验首次证明另一种方法——体细胞核移植(somatic cell nuclear transfer),可产生修复遗传缺陷所需的目的胚胎干细胞。但是体细胞核移植(有时被称作治疗性克隆,therapeutic cloning)技术要求很高,很难有效将供体细胞核转移到细胞核已经被移除的卵子中。

  “我们对核移植的探索不会停止,因为它是目前所知的产生与患者具有遗传同一性的胚胎干细胞的唯一方法。然而,从未受精的卵子获得胚胎干细胞比核移植有效的多,能够更快地应用于临床。”

  此次研究中,Daley与文章第一作者Kitai Kim博士利用小鼠的未受精卵,产生所谓的孤雌生殖(parthenogenetic)胚胎干细胞。孤雌生殖是植物和某些动物的一种繁殖策略,雌性不需要雄性提供的的成分即可产生后代。小鼠几乎不具有这种能力。Daley和Kim等对小鼠未受精卵进行一系列化学处理,获得了胚胎干细胞。

  接下来,研究人员利用遗传分型(genetic typing)鉴别与供体卵子具有相同主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex ,MHC)的胚胎干细胞。将筛选过的胚胎干细胞注入MHC匹配的小鼠中,形成了多种特异的组织,没有排斥反应发生,不需抑制受体的免疫系统。

  Boston儿童医院Daley实验室,现在正打算利用人类卵细胞检验结论。Daley强调,孤雌生殖产生胚胎干细胞有许多潜在的限制条件,最起码一点,孤雌生殖胚胎干细胞来自于卵细胞,只适用于女性(利用男性精子产生胚胎干细胞的方法也是有可能的,但是这些方法具有技术上的挑战性,效率跟体细胞核移植一样低)。

  还有潜在的安全隐患:孤雌生殖得到的胚胎干细胞,一些表达发生改变的基因会留下的“印记”(imprinted)。印记基因表达具有特异性,取决于它们是否会通过卵子或精子传递到子代中。因为孤雌生殖胚胎干细胞只是单纯来源于卵子,不携带任何父本的印记基因,取而代之的是两套母本印记基因。印记基因发生变化的表达形式与癌症和某些组织生命力薄弱有关。另外,孤雌生殖得到的干细胞,某部分基因组会包含与恶性或者良性肿瘤有关的突变基因拷贝。

  “这种技术有助于基础研究,但是我们希望孤雌生殖的细胞可用于医疗,”Daley说,“我们的细胞在小鼠中发展出正常的组织,并且有临床报告显示一位人类患者的全部血液完全来自于孤雌生殖细胞。然而,在我们进行任何临床应用前还要验证孤雌生殖胚胎干细胞来源的细胞的安全性和耐久力。”(生物通记者 子元)

  来源:生物通


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