從成人皮膚細(xì)胞到胚胎干細(xì)胞：治療性克隆一大步
日期：2014-05-08 09:10:23
近日，干細(xì)胞研究人員在經(jīng)歷了10多年的挫折和丑聞后終于邁出了里程碑式的一步。兩個(gè)研究小組分別利用克隆成年人皮膚細(xì)胞衍生出了人類胚胎干細(xì)胞。該技術(shù)的承諾十分誘人：用于患者自身細(xì)胞相匹配的替代組織治療從糖尿病到帕金森氏癥等多種疾病。
但是研究人員還無法放松下來。實(shí)用性、倫理和法律障礙依舊難以逾越。而且，該方法還必須證明自己的價(jià)值可以打敗強(qiáng)大的競爭對(duì)手：一種不涉及胚胎的個(gè)性化干細(xì)胞制造法。
邁進(jìn)一步
這個(gè)名為體細(xì)胞核移植的克隆技術(shù)曾因18年前的克隆多利羊而名聲大噪。科學(xué)家很快便學(xué)有所用，使用體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆了牛、老鼠、狗和其他動(dòng)物。之后，急切的研究人員開始著手克隆人類細(xì)胞——雖然大多數(shù)科學(xué)家極力反對(duì)，但毋庸置疑的是，該方法產(chǎn)生的早期人類胚胎能夠被“收割”。盡管10年前韓國科學(xué)家用欺騙手段宣稱自己獲得了成功，但人類細(xì)胞表現(xiàn)出了對(duì)克隆的抵抗力。
1年前，美國比佛頓市俄勒岡國家靈長類動(dòng)物研究中心的Shoukhrat Mitalipov及其同事使用體細(xì)胞核移植技術(shù)，利用人類胎兒和嬰兒細(xì)胞的DNA制造出干細(xì)胞系。但是迄今為止，人們尚不清楚該研究小組的技術(shù)是否能作用于人類成體細(xì)胞。
4月17日，韓國首爾CHA大學(xué)的Dong Ryul Lee、Young Gie Chung及其同事解決了這一問題。研究人員在發(fā)表于《細(xì)胞—干細(xì)胞》期刊的論文中提到，他們利用取自兩個(gè)男性身上的皮膚細(xì)胞制造出了胚胎干細(xì)胞系。這兩位男性參與者的年齡分別是35歲和75歲。
另外，4月28日在線發(fā)表于《自然》雜志的研究報(bào)告稱，美國紐約干細(xì)胞基金會(huì)（NYSCF）研究所的Dieter Egli和同事得到了更進(jìn)一步的成果。研究人員利用一位32歲患有Ⅰ型糖尿病的女性的細(xì)胞制造出胚胎干細(xì)胞。然后，科學(xué)家促使這些胚胎干細(xì)胞變成患者體內(nèi)丟失不見的胰島素分泌細(xì)胞。
Egli表示，他和同事將這些胰島素分泌細(xì)胞注入老鼠體內(nèi)，它們?cè)谀抢锓置诔黾に匾皂憫?yīng)血糖濃度。不過該研究尚未發(fā)表。“我們現(xiàn)在朝著利用患者自身的胰島素分泌細(xì)胞治療糖尿病邁進(jìn)了一步。”他說。
障礙重重
但是，這樣的個(gè)性化替代細(xì)胞是否能有所幫助尚不得而知，從長期角度而言尤為如此。有科學(xué)家警告稱，它們也有可能成為人體自身免疫攻擊下的犧牲品，這些免疫攻擊殺死了患者最初的胰島素分泌細(xì)胞。
而且，要利用體細(xì)胞核移植技術(shù)治療數(shù)百萬Ⅰ型糖尿病患者還需要獲得人類卵母細(xì)胞，而這又將帶來一大障礙。由于從女性體內(nèi)提取卵細(xì)胞會(huì)引發(fā)不適感和帶來健康風(fēng)險(xiǎn)，這兩個(gè)研究小組都按照標(biāo)準(zhǔn)價(jià)格支付給卵子捐獻(xiàn)者一定費(fèi)用——在美國高達(dá)1萬美元。Egli表示，由于補(bǔ)償合理，許多女性愿意捐獻(xiàn)卵母細(xì)胞。
但是出于這會(huì)給女性帶來不必要的壓力等倫理擔(dān)憂，許多機(jī)構(gòu)和政府禁止支付給卵子捐獻(xiàn)者酬勞，加州再生醫(yī)學(xué)研究所便是其中之一。作為干細(xì)胞研究的主要資助者，加州再生醫(yī)學(xué)研究所將這些細(xì)胞定為禁止受讓。資助Egli 研究的NYSCF共同創(chuàng)辦人和執(zhí)行總裁Susan Solomon預(yù)測，如果該技術(shù)被證明對(duì)創(chuàng)造出有效療法有作用，患者的朋友和親屬將樂意捐獻(xiàn)卵母細(xì)胞。
雖然在早期研究中，體細(xì)胞核移植技術(shù)需要使用數(shù)百個(gè)卵母細(xì)胞，不過Egli表示其研究隊(duì)伍研發(fā)的新方法足夠高效，能夠從單一卵子捐贈(zèng)周期衍生出一個(gè)干細(xì)胞系，一個(gè)周期通常能產(chǎn)生15~20個(gè)卵母細(xì)胞。而且科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，相關(guān)技術(shù)的效率似乎主要依賴于所用卵子的質(zhì)量，那些來自更年輕捐贈(zèng)者的卵子優(yōu)于年老捐贈(zèng)者的卵子。
另一方面，法律問題也束縛了體細(xì)胞核移植技術(shù)的發(fā)展。許多政府禁止或者限制使用人體細(xì)胞。例如，在美國，聯(lián)邦資金不能用于資助危害或毀壞人體胚胎的研究。因此科學(xué)家必須建立獨(dú)立實(shí)驗(yàn)區(qū)域，并且不使用國立衛(wèi)生研究院或其他聯(lián)邦機(jī)構(gòu)提供的資金。美國數(shù)個(gè)州甚至禁止所有人體體細(xì)胞核移植研究。
沖破藩籬
顛覆這些法律限制所需的政治能量可能很難產(chǎn)生，因?yàn)槟壳耙呀?jīng)有無需胚胎便可為患者制造個(gè)性化干細(xì)胞的替代方法。通過增加少量基因的制造，研究人員能夠?qū)⒊墒旒?xì)胞改編為胚胎樣細(xì)胞。這些誘導(dǎo)多能干細(xì)胞已經(jīng)被廣泛用于疾病研究領(lǐng)域，利用這些細(xì)胞治療黃斑性病變的首個(gè)臨床試驗(yàn)正在日本進(jìn)行。
但是，一些科學(xué)家擔(dān)憂誘導(dǎo)多能干細(xì)胞存在自身缺陷。數(shù)個(gè)研究均發(fā)現(xiàn)相關(guān)重編過程通常不完整，使得誘導(dǎo)多能干細(xì)胞仍保留著其來源成體細(xì)胞的分子痕跡。老鼠實(shí)驗(yàn)顯示，體細(xì)胞核移植技術(shù)衍生出的胚胎干細(xì)胞保留的原始細(xì)胞痕跡似乎比誘導(dǎo)多能干細(xì)胞少。研究人員尚不確定這樣的細(xì)微差別是否會(huì)對(duì)細(xì)胞的后期行為有影響。
復(fù)雜化比較結(jié)果顯示，誘導(dǎo)多能干細(xì)胞系中存在顯著差異——或許也存在于體細(xì)胞核移植技術(shù)制造的胚胎干細(xì)胞中。“一個(gè)有爭議的問題是，究竟哪一類誘導(dǎo)多能干細(xì)胞應(yīng)該用來比較？”加利福尼亞州圣迭戈市沙克生物學(xué)研究所的Juan Carlos Izpisua Belmonte說。
英國愛丁堡大學(xué)的Ian Wilmut也表示，認(rèn)真比較將能幫助科學(xué)家找到更有效的方法為患者制造個(gè)性化的細(xì)胞，無論是利用卵母細(xì)胞還是其他方法。
有能力比較人體細(xì)胞制造方法十分重要，哈佛大學(xué)干細(xì)胞研究所的Doug Melton提到，“找到答案的唯一方法就是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)”。
