来自 Nature 杂志
大约15年前,它被誉为生物医学革命的伟大希望:利用克隆技术创造完美匹配的组织,有朝一日可以治愈从糖尿病到帕金森病等各种疾病。从那时起,这种方法一直笼罩在伦理争论中,被欺诈玷污,并且近年来被一种竞争技术所掩盖。大多数研究小组很久以前就放弃了这种棘手的核心方法——通过克隆生产患者特异性胚胎干细胞 (ESC)。随之而来的是一场较为平静的辩论:我们是否仍然需要“治疗性”克隆?
本周,俄勒冈健康与科学大学(位于比弗顿)的生殖生物学专家 Shoukhrat Mitalipov 及其同事发表的一篇论文肯定会重燃这场辩论。Mitalipov 和他的团队最终通过克隆技术创建了患者特异性 ESC,他们渴望证明这项技术值得追求。
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治疗性克隆,或体细胞核移植 (SCNT),始于与 1996 年用于创造著名克隆羊多莉的相同过程。来自身体组织(如皮肤)的供体细胞与已去除细胞核的未受精卵融合。卵子将供体细胞中的 DNA“重新编程”为胚胎状态,并不断分裂,直到达到早期的囊胚阶段。然后收获这些细胞并进行培养,以创建与供体基因匹配的稳定细胞系,该细胞系可以变成人体内几乎任何细胞类型。
许多科学家曾尝试创建人类 SCNT 细胞系;但到目前为止,还没有人成功。最臭名昭著的是,韩国首尔国立大学的黄禹锡使用了数百个人卵,报告了 2004 年和 2005 年的两次成功案例。但事实证明,这两次都是捏造的。其他研究人员取得了一些进展。Mitalipov 在 2007 年创建了猴子 SCNT 系。纽约干细胞基金会的再生医学专家 Dieter Egli 也成功生产了人类 SCNT 系,但仅当卵子的细胞核留在细胞中时才行。结果,这些细胞染色体数量异常,限制了其用途。
猴子的把戏
Mitalipov 和他的团队于去年 9 月开始进行新的研究,他们使用了通过大学广告宣传活动招募的年轻捐赠者的卵子。12 月,经过一些错误的开始后,Mitalipov 设计的四个克隆胚胎的细胞开始生长。“看起来像菌落,看起来像菌落,”他一直在想。来自日本仙台的生育专家 Tachibana Masahito 正在 Mitalipov 的实验室完成为期 5 年的工作,他紧张地将 1 毫米宽的细胞团切片,并将它们转移到新的培养板上,在那里它们继续生长——这是成功的证据。Mitalipov 取消了他的假期计划。“我很高兴花圣诞节来培养细胞,”他说。“我的家人理解。”
成功来自细微的技术调整。研究人员使用灭活的仙台病毒(已知可诱导细胞融合)来结合卵子和体细胞,并使用电击来激活胚胎发育。当他们的首次尝试产生了六个囊胚但没有稳定的细胞系时,他们添加了咖啡因,以保护卵子免于过早激活。
这些技术都不是新的,但研究人员在转移到人类细胞之前,在 1,000 多个猴子卵中以各种组合测试了这些技术。“他们对方案进行了正确的改进,”Egli 说。“这是大新闻。这令人信服。我相信它。”
Mitalipov 说,这些实验只用了几个月。“人们说,你在 2007 年用猴子做成了。为什么在人类身上花了六年时间?” 他说,大部分时间都花在了应对美国关于胚胎研究的法规上。
研究人员进行了一系列测试,以证明他们的 SCNT 细胞可以形成各种细胞类型,包括能够自发收缩的心脏细胞。
他们的第一个细胞系是使用胎儿皮肤细胞创建的;其他细胞系是使用来自一名患有罕见代谢紊乱疾病莱氏综合征的 8 个月大患者的供体细胞衍生的,以证明可以从更成熟的供体细胞中制备 ESC。这项技术不需要数量惊人的卵子:从一位捐赠者那里获得 15 个卵子就可以生产一个细胞系,而从另一位捐赠者那里获得 5 个卵子就可以生产另一个细胞系。“效率是最令人印象深刻的事情,”马萨诸塞州波士顿儿童医院的干细胞专家 George Daley 说。
这些改进可能对于说服人们 SCNT 研究仍然值得进行是必要的。实验的卵子捐赠者获得了 3,000 至 7,000 美元的补偿。这很昂贵,并且根据一些生物伦理学家的说法,存在造成剥削穷人的器官交易的风险。由于这项技术需要破坏胚胎,美国国立卫生研究院 (NIH) 的资金不能用于制造或研究 SCNT 衍生的细胞系,从而阻碍了进一步的临床研究。(Mitalipov 保留了一个独立的实验室用于 NIH 资助的研究。)
公众担心这项技术可能被用于创造人类克隆是另一个症结所在。佛罗里达州棕榈滩遗传政策研究所执行主任 Bernard Siegel 说,这项研究可能会引发“克隆歇斯底里”,干细胞研究的反对者可能会利用这一点。但 Mitalipov 十多年来一直尝试通过克隆技术制造猴子,但没有成功。Tachibana 说,即将发表的一篇出版物将解释为什么使用他们的 SCNT 技术不可能进行人类生殖性克隆。
尽管如此,Daley 和大多数其他干细胞研究人员已经转向另一种方法来创建基因匹配的患者特异性细胞系:将成体细胞重新编程为胚胎状态,以产生诱导多能干细胞 (iPS) 。这项技术于 2006 年首次报道,不涉及卵子、克隆或破坏胚胎。“老实说,[关于这篇论文]最令人惊讶的事情是,在 iPS 细胞时代,仍然有人在进行人类 [SCNT] 研究,”在塞尔维亚莱斯科瓦茨研究 iPS 细胞用于再生医学并经营一家生育诊所的 Miodrag Stojkovic 说。
但像其他人一样,Stojkovic 也在等待 iPS 细胞和 SCNT 细胞之间直接比较的结果。一些研究表明,iPS 细胞并未完全重新编程,而源自 SCNT 的干细胞更像源自体外受精的胚胎干细胞。Mitalipov 和 Tachibana 现在正在进行一项研究,以比较来自同一供体细胞的 iPS 细胞和 SCNT 细胞。“这些结果,”Daley 说,“将非常有趣。”