关于人类胚胎干细胞的、长达十年的、具有政治爆炸性的伦理之战可能终于要结束了。两组研究人员今天报告说，用类似的四基因混合物洗涤人类皮肤细胞，使其重新编程，使其类似于从胚胎中提取的细胞。这一发现可能为许多实验室铺平道路，在无需克隆胚胎的情况下，产生新的干细胞系，而长期以来，克隆胚胎一直被认为是短期内制造人类干细胞的唯一现实方法。
其中一项研究的资深作者、威斯康星大学麦迪逊医学院公共卫生学院的干细胞生物学家詹姆斯·汤姆森说：“长期来看，情况正在变得越来越好。”“我确实相信这是一个巨大变革的开始。”
他并不孤单。英国报纸本周末报道说，1997年领导团队克隆多莉羊的爱丁堡大学生物学家伊恩·威尔穆特，鉴于新发现，正在退出克隆业务。新发现似乎为研究人员提供了一种新的干细胞系来源，用于基础研究，有一天可能导致新的治疗方法，或许可以治愈脊髓损伤、糖尿病以及诸如多发性硬化症和帕金森病等使人衰弱的疾病。在短期内，重新编程的细胞可能会改善对有害副作用的药物候选者的筛选。
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加利福尼亚大学旧金山分校再生医学研究所所长、未参与该研究的生物学家阿诺德·克里格斯坦说：“这就是现在墙上写的。”
尽管两组研究人员重新编程的细胞在注射到小鼠体内时都能够分化为三种主要组织类型，但汤姆森警告说，它们可能隐藏着微妙的、尚未发现的怪癖，并且在安全地移植到人体之前需要进行大量调整。重要的是，研究人员仍然必须研究现有的胚胎干细胞系（黄金标准），以排除实验室制造的细胞中任何隐藏的风险，他说。“人们想赶紧说，‘我们不再需要胚胎干细胞了’，随着时间的推移，这可能是真的，但现在说还为时过早。”
这些结果有助于填补多莉克隆引发的科学难题，多莉的克隆证明哺乳动物卵细胞能够溶解限制大多数成年细胞潜力的遗传障碍，使其只能产生单一类型的组织——即它们来源的器官的组织——而胚胎干细胞有可能成为几乎任何类型的身体组织。
因此，研究人员开始测试仅在胚胎干细胞中活跃的基因，以试图找出那些能够触发变化的基因。其中一个研究小组由日本京都大学的生物学家山中伸弥领导，他们去年报告说，通过逆转录病毒传递到小鼠细胞的四个基因足以诱导多能性（分化为多种细胞类型的能力）。这些基因——Oct 3/4、Sox2、c-Myc 和 Klf4——是被称为转录因子的分子开关，它们像电源板一样依次激活其他基因。
山中及其小组和其他两个小组在今年早些时候跟进，提供了更确凿的证据，表明这些诱导多能干细胞 (iPS) 忠实地模仿了在胚胎干细胞中观察到的基因活性和细胞分化模式。
现在，山中和他的同事在《细胞》杂志上报告说，相同的基因组合诱导了从商业途径获得的36岁女性面部皮肤、69岁男性关节组织和新生儿的成纤维细胞（在愈合中起关键作用的结缔组织细胞）中的多能性。
研究人员报告说，他们能够转化大约五千分之一的细胞——足以从单个培养皿中获得几个 iPS 细胞——然后诱导它们在实验台上变成神经细胞或心脏组织。基因扫描表明，这些细胞比原始成纤维细胞更类似于胚胎组织。
克里格斯坦说：“我发现非常了不起的是，在小鼠身上起作用的步骤基本相同，也能在人类细胞中起作用……每个人都认为在重新编程人类细胞方面会是不同的情况。”
汤姆森的团队报告说，他们使用相同的两个基因——Oct4 和 Sox2——和另外两个不同的基因——Nanog 和 Lin28——产生了类似的细胞炼金术，这使得日本的发现不太可能是一个侥幸。
汤姆森于 1998 年成为第一个从胚胎中提取人类干细胞的科学家，他说他的团队四年前就开始寻找这些因素，但选择使用人类细胞进行研究。他说，截至去年春天，他的团队（由实验室成员余俊英领导）已经将最初的 100 多个基因列表缩减到 14 个。
然后是山中，汤姆森说他抢先了一步，因为小鼠细胞的生长速度比人类细胞快得多，这使得实验速度更快。“我们想，‘哦不，已经有人做过了；我们被打败了，’”他回忆道。
他说，多达十几个主要的实验室后来尝试过，但未能使人类细胞的重新编程工作。他的团队一直在努力，在不同分化程度的四种细胞类型中测试基因组合，希望这最终能找到正确的基因配方。
在《科学》杂志的在线版中，他和他的同事报告说，Oct4 和 Sox2 能够将新生儿包皮成纤维细胞转化为类似于山中细胞的细胞，而 Nanog 显着提高了重新编程的频率，Lin28 则适度提高了重新编程的频率。
尽管 Oct4 和 Sox2 是胚胎细胞中众所周知的参与者，但“我们认为这是一个如此复杂的问题，我们从未预先测试这些基因，”汤姆森说。“令人非常幸运的是，三到四个[基因]就足够了。我并不乐观它会奏效。”
新的结果仍然让研究人员面临着双重检查重新编程的细胞是否安全，并且是否真正具有与胚胎细胞相同的潜力的任务。他们还必须弄清楚如何规避病毒传递系统的问题，该系统可能会破坏重要基因，导致癌症。克里格斯坦指出，可能会开始寻找能够激活关键基因的小分子。
汤姆森预测，诸如他共同创立的位于麦迪逊的 Cellular Dynamics International 等公司，这些公司测试药物候选物是否具有危险的心脏毒性，可能会在一年内开始在其检测中使用来自重新编程的细胞。
汤姆森说，无论多能细胞的来源如何，研究人员都面临着相同的科学挑战——即，了解如何将它们转化为关键组织，如糖尿病患者受损的 β 胰岛细胞，然后如何安全有效地将它们引入人体。
反对人类胚胎研究的人可能会辩称，重新编程的发生是因为联邦对胚胎研究的限制，但汤姆森认为，该领域的污名使研究人员保持警惕，并使重新编程的发现推迟了几年。“我对重新编程的细胞持谨慎乐观态度，”他说。“担心的是政治会再次介入，并扼杀谨慎。”