胚胎干细胞研究，不再杀鸡取卵

韩雪娜

日期: 2006-09-04 今日/总浏览: 1/915' j0 j# ?4 N5 M) y: p, P) K9 k
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; U- E8 F) Q3 D" q罗伯特·兰萨的研究成果或许将破解胚胎干细胞研究的伦理困局经免疫荧光处理的胚胎干细胞系1 @; t' R& c3 T+ ?( ~9 A

+ l* J9 z" x0 |. e, w0 @" u　　美国学者称在不影响胚胎发育情况下培育出人类胚胎干细胞4 U: u5 V- ]/ Q; Z% R
　　“胚胎干细胞（Emdryoucstemcell）：当受精卵分裂发育时，内层细胞团的细胞在体外经过培养即成为胚胎干细胞。胚胎干细胞具有向各种系统细胞分化转变的能力，是一种高度未分化的全能干细胞，它具有发育的全能性，能分化成人体的所有组织和器官。这项研究被视为解决人类疾病的一大突破口。”
% k) ?$ P6 W" \# I　　“对于兰萨等人的研究成果。美国达特茅斯学院的生物伦理学家罗纳德.格林指出，“这是培养出胚胎干细胞的一个方向，因为它不用破坏胚胎本身。”研究人员希望通过这项研究成果能打破政治上的僵局。”
$ ]3 C5 Y/ p  v3 q4 i: H　　8月24日，《自然》杂志发表了题为《从卵裂球中获取胚胎干细胞系》的论文，美国学者罗伯特·兰萨率领的一个研究小组宣称已从人类早期胚胎中培育出干细胞，且不影响胚胎的正常发育。这一研究成果或许将破解胚胎干细胞研究的伦理困局。, d9 a3 H% b3 C6 W, ^; v& l

3 _0 [- l. s( M) ~　　被黄禹锡耽误研究& F- Q3 |; a+ X: _3 L$ p5 V
　　胚胎干细胞研究领域中，韩国科学家黄禹锡是颇有传奇色彩的人物。当年他造假的科研成果曾戏剧性地改变了一些胚胎干细胞研究小组的命运，其中就有“先进细胞技术公司”的研究人员以及项目领头人罗伯特·兰萨（RobertLanza）。
" `% a  J: p. k4 v; d% q　　2003年年末，兰萨等研究人员本以为他们即将完成世人瞩目的研究成果。在经历了种种艰苦实验后，他们已经利用成人细胞生成克隆的人类胚胎，并且正在试着让这些胚胎活的时间足够长，以便获得干细胞。当时，他们是美国惟一一支积极从事干细胞克隆研究的团队。就在即将站到成功的边缘的时候，他们却因黄禹锡的论文放弃了努力。
/ v6 H; l3 t) c　　黄禹锡分别于2004年和2005年在《科学》杂志上发表论文，报道了从克隆胚胎中培养出第一个人类干细胞系，并通过体细胞核转移技术培育出了11个人类胚胎干细胞系。为此，大多数从事相同领域研究的科研小组和生物技术公司暂停了相关研究，并期待着与黄禹锡的合作。兰萨研究小组的合作方认定克隆干细胞技术已被黄禹锡攻关成功，没必要再继续从事相关研究。管理卵细胞捐献的诊所因此不愿再提供人体卵子，公司也突然失去了克隆研究所需要的重要“原材料”。大量细胞不得不将被冷冻起来，研究从此停止。
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　　实验鼠打下定心丸4 a9 g: Z& f% I  K
　　直到今年年初，黄禹锡研究造假的事实被披露之后，科研人员才知道人类胚胎干细胞系的研究水平不得不重新退回到2004年以前。对于兰萨研究小组来说，错失的是一种有可能带来革命性意义的生物医药研发技术。4 S) V$ k" l1 T, I
　　由于布什政府认为现有的胚胎干细胞研究手段是对“未来的生命”的扼杀，美国学者提出了多种在不破坏胚胎的情况下获得胚胎干细胞的思路。其中一种是从发育的早期胚胎采集单个干细胞，将此单个细胞培育成为细胞系。兰萨小组的科研成果就证明了这一设想是可行的。
; a$ W5 p, P$ l" ?2 d　　兰萨发现，通过人工受孕的胚胎在植入母体前，医生有时候会抽取胚胎的一个细胞进行基因检测，以确定胚胎有无遗传病，这种称为PGD的检测并不罕见。兰萨博士领导的研究小组认定这可能为胚胎干细胞的研究开启另一道门。7 n8 [7 @' q" ^" w
　　兰萨和他的同事利用上述方式，对小鼠做了相应的实验。结果发现通过抽取胚胎的一个细胞，可以得到小鼠的胚胎干细胞，而其他细胞还可以形成胚胎。: w# j0 O" R# u5 z+ f4 K* x

; q7 W4 F5 q, K% b  \6 `- j　　“覆巢之下有完卵”
. W2 l1 |5 {2 z9 n) v- @8 m% y7 L　　小鼠实验的成功无疑给兰萨小组带来了信心。随后，他们将类似方法引入到人体胚胎干细胞研究上。
! `- C% F! W: @! V. z: `4 [7 ?　　研究小组首先解冻了16枚受精卵。这些是一些夫妇捐赠的在医疗过程中剩余的胚胎。等每个受精卵发育到8至16个细胞时，研究人员利用吸管吹吸将这些细胞分开，得到单个细胞。然后将这单个细胞放入实验室环境中加以培育，从而获得更多相同的细胞，以期获得细胞系。这整个过程花了八个月时间。7 _, i4 ^7 h6 I! o
　　研究结果显示：至少有半数的细胞发生分裂现象，在培养液中发育成为细胞团。进而，研究人员将这些细胞团移植到培养基中。结果有两枚被移植的细胞团最终显示出人类胚胎干细胞的性质。
/ g" P& Z! H+ b" k- f　　与此同时，剩余的7个细胞组成的卵裂球依然能够继续发展成胚泡，并形成胚胎，而且也可以发育成健康的胎儿。兰萨等研究人员还将培育出的干细胞成功地转化成血管、视网膜细胞和其他潜在有用组织的研究。
; y/ m- E* u# u  u( f7 W) j/ x　　对于兰萨等人的研究成果。美国达特茅斯学院的生物伦理学家罗纳德·格林指出，“这是培养出胚胎干细胞的一个方向，因为它不用破坏胚胎本身。”研究人员希望通过这项研究成果能打破政治上的僵局。
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　　链接
9 z  T; K2 X6 A* {- _+ {8 M* A　　布什政府要开绿灯吗？% E& C( J1 U0 ~2 \% l2 }& n) r
　　今年7月19日，美国总统布什首次动用否决权，“枪毙”了参议院通过的利用联邦政府资金支持胚胎干细胞研究的议案。
/ y: V) e4 b" q& U. s" C, }$ {　　尽管议案中提出要研究的胚胎是那些处于冷冻状态、并因无人“领养”极有可能被销毁的人工胚胎，但布什还是持反对立场，他认为提取胚胎干细胞最终会直接毁坏胚胎，无异于杀戮人类，这在道德伦理上无法接受。; `1 [) C0 f7 f5 F& Y- R* J* L6 F
　　胚胎干细胞研究伊始，便与伦理道德纠缠在一起。“很多美国人对人的定义是只要是胚胎，就是人，就要受法律保护。”中国干细胞研究者安沂华指出胚胎干细胞研究在美国一直是个有争议的话题。$ [+ g( V( {4 E7 U9 P0 E
　　1995年，美国国会通过修订法案，禁止联邦政府资助用于毁坏人类胚胎提取的干细胞研究。布什总统早在2001年就任总统之始就签署命令，要求联邦资金资助的范围只限于现有人类胚胎干细胞的研究，不得再扩大研究范围。对此，美国的干细胞研究专家认为，联邦政府的资助限制已经使美国在干细胞研究方面落后于其他国家。而今年7月19日，布什再次将胚胎干细胞研究打入冷宫。2 v3 R8 A) r; X
　　时隔一个多月，《自然》杂志发文表示研究人员已掌握利用胚胎获得胚胎干细胞同时又不破坏胚胎的方法。在此一研究成果面前，布什会收回成命，打开绿灯吗？
- h" V+ M6 m1 G　　8月24日，《华盛顿邮报》上的文章却让研究者们失望了，白宫方面传出消息，布什对此没有什么鼓励之词，甚至可能再度提高限制条件，在布什看来，任何利用人类胚胎进行的研究都会引起严重的道德伦理问题，他期望某一天科学家能够寻求到一条完全不从胚胎着眼的途径。+ |( [( \+ k1 w& {- z3 E

. [1 R% h5 r9 b9 ]/ v! j　　干细胞研究的临床意义/ {5 J4 L- a) y
　　从人类发展历程来说，人类有个疾病谱的改变，从一开始的营养不良性疾病，到感染性疾病，再到病毒感染，目前疾病谱已变成针对细胞或组织功能减退方面的治疗，将干细胞直接移植到病人体内治愈退化性疾病便是一个主要方向，如果说以前主要是对抗式的医疗模式，那么现在医学谋求的就是重建式的医疗模式。以前是往下切东西，但现在是往上加东西。' Q+ y" p7 s6 H6 w1 \$ e
　　张浩东（胚胎干细胞临床研究学者）
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& k! O: I2 o- ~9 j! _) m/ _. d& a　　干细胞研究回顾
- U, f) E! b( E: H　　1967年，美国华盛顿大学的多纳尔·托马斯发表报告称，如果将正常人的骨髓移植到病人体内，可以治疗造血功能障碍。' P1 r% |- k8 Y% K9 Q/ p
　　1998年11月，美国威斯康星大学的科学家在美国《科学》杂志报告说，他们已成功地使人类胚胎干细胞在体外生长和增殖。0 E4 O& g$ f, P
　　1999年12月，美国科学家报告，小鼠肌肉组织的成体干细胞可以“横向分化”为血液细胞。随后，世界各国的科学家相继证实，成体干细胞具有可塑性，为干细胞的临床应用开辟了更为广阔的空间，因为成体干细胞并非取自人类胚胎，不会引发伦理和法律问题。% S* k7 p0 e: i1 |9 |7 d/ P
　　1999年12月，干细胞研究进展被《科学》杂志评选为该年度世界十大科学进展之首。
% K4 x$ w6 Y" M: a% a　　2000年5月，日本启动“千年世纪工程”，以干细胞工程为核心技术的再生医疗成为这项工程的四大重点之一，第一年度投资金额达108亿日元。
. e1 n0 a* F' w! X# L" \0 J( t　　2001年1月，英国议会上院通过法案，允许科学家克隆人类早期胚胎，并利用其进行医疗研究。克隆人类早期胚胎后，可以从中提取未经完全发育的胚胎干细胞。
1 D) W4 K8 d8 O* I　　2001年4月，美国科学家发现，从病人臀部和大腿处抽取的脂肪中，含有大量类似干细胞的细胞，这些细胞可以发育成健康的软骨和肌肉等。3 V1 R9 ^5 W6 f$ Q
　　2001年4月，美国国立卫生研究院决定取消原定举行的人类胚胎干细胞研究经费申请案的审查会议。该申请案是美国第一例人类胚胎干细胞研究经费申请案。取消审查会议意味着布什政府将不对人类胚胎干细胞研究进行资助。3 O/ X" h% B8 o

( \1 z* j7 f1 w) [3 z" H( Z2 T　　相关发现
8 b; H2 B& B! V% M5 b# v　　皮肤细胞制成万能细胞/ Q; n( S" A8 V) t
　　就在兰萨等人发表成果的两个月前，京都大学的研究人员也取得了与兰萨等人异曲同工的成果。今年6月，京都大学野藤等研究人员共同在《科学》发表论文声称，他们已经利用病人皮肤细胞克隆出与病人基因相符的胚胎干细胞。而这一步，则可避免用受精卵或克隆技术来获取胚胎干细胞。
9 G" s. m  h& |1 a) w　　研究人员指出，胚胎干细胞具有分化为各种组织和器官的能力，而使已分化的细胞回到类似胚胎干细胞的状态，重新拥有分化能力，被称为细胞的“初始化”。打个比方说，从胚胎干细胞到各组织、器官是一个顺时针过程。而初始化则是逆时针过程。
& e$ k! u4 A; Y; T　　研究人员注意到，当胚胎干细胞和体细胞融合时，体细胞会发生“初始化”，他们由此推测胚胎干细胞中存在“初始化”必需的基因。研究人员分析了在实验鼠胚胎干细胞中起特异作用的24种基因，结果发现“Sox2”等4种基因对体细胞“初始化”来说不可或缺。5 o; Q. e; i2 \( s, c( m
　　研究人员在实验鼠尾部提取了皮肤细胞，并利用病毒将这4种基因送入皮肤细胞之内，进而加以培养。约2周后，皮肤细胞转变为和胚胎干细胞相似的细胞，研究人员把这种细胞命名为“诱导多功能细胞”。这种细胞被注入实验鼠皮下后，研究人员观测到它们经过3周又可以分化成含有神经、消化道组织和软骨细胞的团块。
0 X5 Q7 d% q* F9 |　　野藤等研究人员认为这种方法能回避卵子、受精卵等生殖细胞，由此不会引发伦理问题。$ _/ Y" o7 _  @" M! X. _

% Y8 v3 m* Q  k) F# `1 `' n　　纵深
) e0 j% M! B; v　　胚胎干细胞应用，还要等多久？
* r" Y. c) z' a& _. h# E% Z　　对于胚胎干细胞研究最新进展，我们能否将其解读为一种希望：人类不久就能将胚胎干细胞研究成果加以利用？专家对此的解读是，从实验室到临床，还需要跨越很多步。
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　　兰萨的研究成果有争议6 ~) e# u" o' \, Z9 M
　　“利用胚胎获得胚胎干细胞同时又不破坏胚胎，这肯定是胚胎干细胞研究中的一个进展，”在从事干细胞临床研究的国内学者张浩东看来，兰萨的研究方向是这一领域需要着力突破的三大块之一，“然而，这一研究从实验室到临床还是有相当大的距离。”
+ }/ r4 q& _0 N7 j# o　　而即使是在实验室阶段，兰萨等人的研究成果也招来了质疑。毕竟就目前来说，实验成功率还不高，这表明此研究还有不少地方需要改进。兰萨小组在开始研究时，共获得了16个他人捐赠的卵裂球，每个卵裂球有8个细胞。然而，他们并不是从每个卵裂球取出1个细胞，而是尽可能地多取，结果共得到91个细胞并毁坏了几个胚胎。91个细胞中也只有部分在特殊营养液中发生了细胞分离，而且到最后只有2个形成了胚胎干细胞，并最终转化成有用的组织细胞。% Z" ]5 Q# |5 b& M0 I. Q9 \( v7 x
　　有科学家指出这一比例能否视为成功的标志还有待考虑。兰萨对此有自己的看法，他指出，如果改善实验环境，那么培养出的胚胎干细胞会更多。
: h4 Y# w  q3 F4 I; q　　另一部分科学家则认为从卵裂球取出的进行实验的单细胞在特殊情况下也可能会发育成胚胎，并最终成为婴儿。如果真是这样，兰萨的实验过程则粉碎了这一单细胞“变成”生命的希望。
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; {3 G* i/ \# c/ }1 l2 ?% B　　临床应用有困难
$ K( Y/ m0 ]9 `7 B! c! w8 @, X　　而像张浩东这样从事临床研究的学者则会将考虑的侧重点放在临床上：“干细胞研究肯定是为了临床，而临床这一步的跨越，却很有可能面临要修正、甚至推翻你此前所有研究的成果。”兰萨小组目前使用的营养液中含有动物成分，这可能会导致今后用于人体医疗的干细胞遭到污染。所以，摆在研究人员面前的是，必须在下一步开发无动物成分的营养液。”
" x* I: d" K: x, W　　同时这也涉及到治疗成本的问题。“如果不破坏胚胎就能培养出胚胎干细胞的成本过高，那么从医疗经济学角度来看，患者付出和收获无法一致”，张浩东还摆出了另一个考量标准。
2 y( T3 w; @0 Z2 O" i) m1 z! J　　至于京都大学野藤的方法虽然也可以规避受精卵，但是兰萨等人却指出在这一方法中，涉及的四个基因中有一个与癌症密切关联着，并且基因处理过程会使得这些细胞更倾向于变成癌细胞。
" F  r1 v/ d2 Z( j0 T" q9 R) E　　在北京市神经外科研究所与武警总医院主持干细胞研究的安沂华向记者解说了另一个障碍：“胚胎干细胞在一个未知的环境中生成，要正常发育是很困难的。”他认为，要使胚胎干细胞的研究能够应用于临床，首先要对人类的发育过程有全面而深刻的认识，“应该先了解人类之后，才能做胚胎干细胞的研究。”# z$ N$ n# _/ T' x" C2 ^
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　　两大障碍须跨越! J1 B' F' Z3 l! F4 ?
　　张浩东看来，要想将胚胎干细胞真正应用到临床，还有两步必须跨越。一个便是克隆技术，另一个便是定向分化技术。“定向分化技术也有一些科学家在做，”张浩东举了个简单的例子，那便是通过全能干细胞，让其分化成我需要的干细胞，比如说神经细胞、皮肤细胞。8 N( y3 h$ F% [3 a. D" S
　　克隆技术本以为早就由黄禹锡解决。然而，调查人员发现黄禹锡的研究小组根本就没有克隆出干细胞。
; \$ e8 y2 q- c0 E+ n( J　　“黄禹锡那么火，至少能证明他选取的方向是对的，”张浩东指出在黄禹锡丑闻暴露以后，许多科学研究人员认为这是给了自己另一次机会。目前，兰萨和哈佛大学、加州大学等研究小组早已整装待发，开始新一轮体细胞核移植的研究。科学研究人员希望能把克隆干细胞作为研究人类疾病和药物实验的新模型。而最终目标是，将干细胞直接移植到病人体内治愈各种退化性疾病。
* F- X$ z( v5 L8 `5 }8 X　　黄禹锡也已经复出，尽管他被禁止使用人体胚胎，但他对动物的研究也许会在克隆技术上带来一些新的冲击。& Z4 E! @' P7 w5 ]

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! ~, J% z" `6 a$ j7 T& k# g  ], f作者: 9 p& G! G. z3 c$ R7 M" k% L3 _% C
来源: 新京报
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