科學家首次利用人體皮膚細胞培育出類胚胎干細胞
避開了一直困擾學術(shù)界的倫理爭論，大大推動了與干細胞有關(guān)的疾病療法研究
經(jīng)過改造，采自人體皮膚的細胞轉(zhuǎn)化為類胚胎干細胞。（圖片提供：《自然》）
美國和日本的科學家通過改造人體皮膚細胞，培育出一種外觀和作用與胚胎干細胞（ES）非常接近的干細胞。這項技術(shù)使得在不使用胚胎或卵母細胞的前提下生產(chǎn)用于疾病研究或治療的干細胞成為可能，從而避開一直困擾學術(shù)界的倫理爭論，大大推動了與干細胞有關(guān)的疾病療法研究。美國加利福尼亞州奧克蘭市遺傳學與社會學中心的政策分析家Jesse Reynolds認為：“這一重大突破將在干細胞研究的科學和政策領(lǐng)域引發(fā)一場大地震。”
據(jù)美國《科學》雜志在線報道，這項研究基于日本京都大學的Shinya Yamanaka在去年發(fā)表的一項成果——他發(fā)現(xiàn)，通過植入4種基因，能夠?qū)⑿∈蟮奈膊考毎D(zhuǎn)化為類ES細胞。通常情況下，在胚胎細胞分化為不同種類的細胞后，這些基因便被切斷。今年6月，Yamanaka和其他科學家報告說，這些新培育出的細胞確實具有多能性，從而使它們有可能發(fā)育成任何組織或器官。
如今，美日科學家在將這項技術(shù)應(yīng)用于人體的比賽中打了個平手——兩個研究小組分別在11月20日宣布，他們將人體皮膚細胞成功改造為所謂的誘導性全能細胞(iPCs)。在《細胞》雜志在線發(fā)表的一篇論文中，Yamanaka和他的同事發(fā)現(xiàn)，他們的新技術(shù)對于人體細胞同樣有效。而在《科學》雜志在線發(fā)表的一篇論文中，美國麥迪遜市威斯康星大學的James Thomson和同事報告說，他們成功改造了人體細胞——這一次，美國科學家也是植入了4種基因，但其中的2種基因與Yamanaka使用的不同。
在新的研究工作中，Yamanaka和他的同事將之前用于改造小鼠細胞的4種基因（OCT3/4、SOX2、KLF4和c-MYC）通過一種逆轉(zhuǎn)錄酶病毒植入成熟人體細胞。研究人員選取了一名36歲女性的面部皮膚細胞以及一名69歲男性的結(jié)締組織細胞進行改造。利用這種技術(shù)，大約每5000個細胞能夠形成一個iPC細胞系，這一結(jié)果使得研究人員在每次試驗中都能夠得到幾個細胞系。
Thomson研究小組的工作最初則是從確定自己的14種候選改造基因名單開始的。與Yamanaka的工作類似，美國人利用一種刪除的系統(tǒng)方法最終確定了4種基因：OCT3、SOX2、NANOG和LIN28，其中后2種基因與Yamanaka使用的基因不同。該研究小組進行改造的細胞選自胎兒皮膚以及一名男嬰的陰莖包皮。Thomson表示，研究人員在1萬個細胞中能夠轉(zhuǎn)化出1個細胞，這少于Yamanaka的研究小組所能達到的水平，但這已經(jīng)足以在一次試驗中培育出幾個細胞系。
盡管大有希望，但這兩項技術(shù)都有一個缺點——用來加載基因的逆轉(zhuǎn)錄酶病毒能夠在細胞形成的組織中產(chǎn)生腫瘤。所有人都認為，與植入新的基因副本相比，下一步最重要的就是通過激活基因從而找到改造細胞的方法。哈佛大學的干細胞研究人員Douglas Melton表示，這一領(lǐng)域正在向前飛速發(fā)展。他說，“不難想象未來當你加入一個小分子時，也會像這些基因一樣產(chǎn)生相同的網(wǎng)絡(luò)”，并同時在沒有遺傳修飾的前提下培育出經(jīng)過改造的細胞。
不過，科學界還是對這一新進展給予了高度評價。美國細胞高級技術(shù)研究所科學家羅伯特•蘭扎說，這一成果相當于生物學領(lǐng)域的“萊特兄弟的第一架飛機”�？茖W家認為，將人體皮膚細胞改造成幾乎與胚胎干細胞具有同樣功能的干細胞，意味著有關(guān)技術(shù)進一步成熟。相比之下，胚胎干細胞研究不僅難度極大，而且面臨著太多倫理、法律等方面的爭議。美國總統(tǒng)布什已經(jīng)兩度否決了放寬聯(lián)邦政府資助胚胎干細胞研究的法案，認為美國納稅人的錢不能用于“故意摧毀人類胚胎”。因此白宮當天對美日科學家的這一新成果表示歡迎，認為這才是干細胞研究的“正道”。
東蘭辛市密歇根州立大學的干細胞研究人員Jose Cibelli表示，這種技術(shù)一旦發(fā)展成熟，“將完全改寫這一研究領(lǐng)域”。他說：“那些關(guān)注倫理道德的人可能需要找點別的事兒來干了。”
