利用人体表皮制造“类胚胎干细胞”取得成功

雪原

——两项独立研究分别在线发表于《细胞》和《科学》
/ Q' b2 L4 c$ c
; G! x# Q' W5 r( a+ y0 s: [日本和美国科学家进行的两项独立研究，首次利用人体表皮细胞制造出了类胚胎干细胞。这一技术有望用于特定疾病的干细胞研究和治疗，并且避开了利用晶胚或卵母细胞获得胚胎干细胞的伦理争议。相关论文分别在线发表于《细胞》和《科学》杂志。1 p" W' d( h/ g  [! P4 |

% P8 @+ q4 m6 a
/ }/ O4 S6 ^% L" a8 J1 ~  `9 L  x$ K6 S* c# w" k" V
近些年来，从事干细胞研究的科学家已经试图将一些正常的体细胞直接转化为诱导多能性干细胞（induced pluripotent cells，简称iPCs），它们具有类似胚胎干细胞（ES）的功能。2006年3月，日本京都大学的Shinya Yamanaka领导的研究小组在小鼠尾部细胞中插入一个四基因联合体，成功得到了类胚胎干细胞。2007年6月，Yamanaka和麻省理工学院Rudolf Jaenisch以及哈佛大学Konrad Hochedlinger领导的三项研究，改进了导入4种基因的载体以及iPCs的选择标记，并且证实了利用小鼠表皮细胞制得的iPCs确实是多能性的，具有分化成各种组织的潜力。
, T" m# x0 ~" e4 y( R/ E6 ~; o
8 P, M: c9 h. n# ]" S& j4 \
* f0 ~2 E1 d3 G5 e# v
3 {% ~  @4 c, H) a: T6 j
) |; o1 a9 d- {1 A) Y( X7 |4 [. ?  r* b' a: x
图片说明：两个科学家小组分别利用人类表皮细胞制得了类胚胎干细胞。
; A* f6 j# S% G$ `, `9 x4 |& ]  B' {" W7 U) a
（图片来源：Junying Yu）
% ^3 ]5 M  x% l; ^  y
4 I4 u$ N  @8 ?6 a. J7 A在最新的研究中，Yamanaka小组和美国威斯康辛大学James Thomson领导的小组首次独立实现了利用人类细胞制造iPCs的壮举，也就是说，这项科研竞赛以平局收场。
# r2 E8 g: q' L: f: |7 h& Q7 ?* X. G* w8 h
0 g: {& x: U3 u" p

7 r! O+ J  g, D1 T  `Yamanaka小组利用的依然是此前的4种基因副本——Oct3/4，Sox2，c-Myc和 Klf4，导入方式也与此前的小鼠实验类似，只不过实现基因重组的细胞分别来自一位36岁妇女的表皮和一位69岁男性的结缔组织。研究人员表示，利用该技术，大约每5000个细胞就能制造一个iPC细胞系，这一高效率保证他们在每项实验中都能得到数个细胞系。相关论文在线发表于《细胞》上。( G; a) [8 a" b

, M2 N0 O/ G' f
% y/ i( ~0 T  ~, h( r8 n* q
5 d2 X4 x/ ?2 _5 w  P. z6 t5 k. Q而Thomson小组则可谓从头开始，他们独自确定了14种新的候选重组基因。通过系统的排除过程，他们最终也使用了4个基因——OCT3，SOX2，NANOG和LIN28，其中前两个和Yamanaka小组是相同的。Thomson和同事利用的是胎儿皮肤细胞以及一个新生儿的包皮细胞。与Yamanaka小组相比，这项研究需要1万个细胞才能分离出一个iPC细胞系，但对实验而言已经足够了。相关论文在线发表于《科学》上。
' s3 w: W6 N( L1 V) q+ G1 ~2 Y- P7 j; \+ B4 ~) V; u

. d# O8 S- p* g' D( R. e3 R( B" E9 k, f/ F9 F/ t9 B2 R+ H
美国遗传学与社会中心（Center for Genetics and Society）的政策分析家Jesse Reynolds表示，“这一发现在科学和与干细胞研究相关的政治问题上，都无异于一次地震。”0 I, _, ^9 D7 g' b4 k9 N2 W
4 A& n4 _* {, i6 K  Z1 J/ h
! f% s3 ^& ]6 L

6 r0 C+ U+ }- o5 h5 }尽管新的发现带来了巨大的希望，不过这两种技术都存在一些弊端。比如，用于携带4种基因的滤过性逆转录病毒载体会导致由iPC细胞发育成的组织中出现肿瘤。因此，研究人员和其他科学家普遍认为，下一步研究要通过开启基因的方式来实现重组，而不是插入新的副本。美国哈佛大学的Douglas Melton表示，“在细胞中加入小分子实现相同的基因网络指日可待。”6 f0 B/ R. Y% H- f
4 `4 Z+ H, f3 \9 w6 d0 `$ @

7 |! P% n) l1 ~9 @+ G# I0 }, b) I" s  P9 ?; o
美国密歇根州立大学从事干细胞研究的Jose Cibelli表示，到那时，“整个领域都会发生彻底的改变，而担心干细胞伦理问题的人则必须找到新的活干。”（科学网 任霄鹏/编译）
3 }5 e, n' {" o9 T% Z3 j. f( S
3 i8 t5 V: p( E: O2 s! u3 _5 E' l
4 T' M* w* y, H& A: J/ E
9 i* X8 n% [( a, E/ f+ V9 Z; ?（《细胞》（Cell），DOI:10.1016/j.cell.2007.11.019，Kazutoshi Takahashi, Shinya Yamanaka）
) A4 P/ y) ^2 f( x5 S9 f* b
; _+ y+ k& [4 F) L% o2 p" W
5 N4 Y- Z* }4 x* q; N: b6 ^4 m7 ?1 R; V  g! z6 O% I/ D9 }
（《科学》（Science），DOI: 10.1126/science.1151526，Junying Yu, James A. Thomson）2 @0 I0 K) m  q0 M1 Z  o+ _
& ~9 J) x% e# D: v! E; n. L

9 Z: f# B3 o9 _! c8 N% B- D6 ]. _' B6 ?% I
& _1 C! v0 Z, X6 n  `& d2 D6 r: S
$ Q" z1 R* g9 X0 R. w# H* b$ K1 t# W8 w
更多阅读（英文）: ~$ [" R" O$ z/ G: N2 N  j$ ]

2 h  M2 u+ a; U' M+ y+ Z$ Y; V: h% M& h+ i1 R9 ?  j1 b2 m

, m9 J; O3 V( ]# V: |8 p( }, ]. A0 H《细胞》在线论文摘要
2 j( A5 t# Z) k% M1 @: O0 {' A4 Y. b  Y) {, a
# t) |4 ~. N  t; p4 d( C  k/ z

- h% y: G* F% q! {3 @& F: u《科学》在线论文摘要
% _7 w" Y& ]  m
- t8 B5 r! Z6 F$ b, ?1 \& L: o+ p; Y8 Y( w

  P/ @- f9 L$ i: y' Z" ]4 u《自然》新闻报道全文
& ~6 L$ V& n9 w' Q' n$ G0 f
  Y" q4 G0 C1 N; K. |  - S% Y# |0 y# Y. O  \
! G3 W, d' O4 A! f9 a& f# g  h! m

! m+ r. B2 ~# Q2 v
, L6 b; F' n& x. H' g/ a# ~- j* t                                             
% D' t/ h- y. K0 j# U$ S+ _# g  ?* {8 G: h0 y# _
                   8 s4 w: _$ D. I0 S- _

4 @) j9 G! D1 W3 l3 R2 M- U4 B' ?
3 X' a1 C- z$ ~% {9 ?% V; z( e* [
% g2 F- d$ S( g: I' l4 `- g/ w; J
: T8 d4 k+ |% |; F8 I1 `  G
/ Q6 u: k) z1 x5 s$ V, `

# S$ W% I: L; u: p  S◇◇