两个独立的英国研究小组在小鼠胚胎中发现了新的干细胞,这可能有助于增进对人类胚胎干细胞的理解,并推动科学家更接近于利用这些细胞的全部治疗能力。
在研究疾病时,科学家通常依赖小鼠,他们可以对小鼠进行基因改造,以试图找出疾病的原因。但小鼠并不总是人类细胞行为的最佳模型。一个明显的例子是:大约25年前首次获得的小鼠胚胎干细胞。这是因为小鼠干细胞使用与人类干细胞不同的化学途径来保持其多能性(即分化成任何组织类型的能力)。这种差异意味着小鼠干细胞作为人类干细胞的研究替代品效果欠佳。
但研究人员在本周的《自然》杂志上报告说,他们发现了一种新的小鼠胚胎来源的干细胞,其行为非常类似于人类胚胎干细胞——这可能使小鼠模型成为更有价值的研究工具。来自英国剑桥大学和牛津大学的研究团队表示,关键可能在于时间:他们比研究人员通常的做法晚两天从小鼠胚胎中提取了细胞。
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科学家们说,这些细胞类人的特性可以为了解人类胚胎细胞的运作方式提供见解。
剑桥大学再生医学教授、一篇论文的共同作者罗杰·佩德森说:“这是一种从老鼠(在两项研究中)和[我们的研究中的]大鼠身上分离出来的新型胚胎干细胞,它与人类胚胎干细胞具有非常惊人的相似特性。”“这非常有趣,因为它能为研究和加速人类胚胎干细胞的研究提供一个模型。”
牛津大学哺乳动物发育学教授理查德·加德纳爵士补充说,研究结果表明,如果研究人员在胚胎发育的不同阶段收获多能干细胞,他们可以从小鼠(以及,可以想象,从许多其他哺乳动物)中获得类似于人类的多能干细胞。
两个研究小组都在胚胎发育的某个阶段提取了细胞,此时多能细胞聚集在内胚层(胚胎的最内层)。发育的这个阶段发生在原肠胚形成之前,在此期间,胚胎细胞开始成熟为最终将成为肺、心脏、肾脏、血液和人体内一切组织的组织。剑桥小组还在大鼠身上发现并收获了细胞,而此前大鼠一直未能产生可行的实验室干细胞。
佩德森说,新发现与关于小鼠遗传学的大量信息相结合,可能有助于研究人员更多地了解人类疾病,例如1型糖尿病。“如果你不知道从哪里开始,你就会摸索很多,这就是我们在人类胚胎干细胞方面一直以来的状况,”他说。
加德纳的看法不同。他认为,这些研究的结果表明,人类胚胎干细胞的特性很可能在除小鼠以外的其他哺乳动物中也得到保留。事实上,鉴于小鼠的许多疾病模型在研究人类疾病方面效果不佳——包括他指出的囊性纤维化和其他肺部疾病,科学家为此依赖绵羊——新发现应该鼓励科学家寻找可以作为人类更好的胚胎干细胞替代品的哺乳动物。
“这告诉我们,如果你使用不同的条件,你可以从小鼠身上获得多能干细胞,所以这将鼓励人们回去在任何其他哺乳动物身上做同样的事情,”他解释道。“没有理由认为你不能找到一种在这方面比小鼠更接近人类的动物。”