它们是如此微小的点，却蕴含着如此巨大的希望。经过几个月的尝试，在2001年10月13日，我们来到先进细胞技术公司的实验室，在显微镜下看到了我们一直在努力追求的东西——肉眼甚至看不见的小小的分裂细胞球。它们看起来微不足道，但这些斑点非常宝贵，因为据我们所知，它们是首批使用核移植技术（也称为克隆）产生的人类胚胎。
我们希望幸运地诱导早期胚胎分裂成由大约100个细胞组成的空心球，称为囊胚。我们打算从囊胚中分离出人类干细胞，作为生长替代神经、肌肉和其他组织的基础，这些组织有朝一日可能会用于治疗患有各种疾病的患者。不幸的是，只有一个胚胎发展到六细胞阶段，然后停止分裂。然而，在类似的实验中，我们成功地诱导人类卵子（它们自身，没有精子受精）孤雌生殖发育成囊胚。我们认为，这些成就共同代表了医学新时代的曙光，这已在11月25日发表在在线期刊《e-biomed：再生医学杂志》上，表明治疗性克隆的目标触手可及。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑订阅我们的获奖新闻报道，以提供支持 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保关于当今塑造我们世界的发现和想法的有影响力的故事的未来。
治疗性克隆旨在利用患者自身细胞的遗传物质来生成胰岛以治疗糖尿病，或生成神经细胞以修复受损的脊髓，这与生殖性克隆不同，后者旨在将克隆的胚胎植入女性子宫，从而导致克隆婴儿的诞生。我们认为，生殖性克隆对母亲和胎儿都有潜在的风险，因此目前不应进行，我们支持限制将克隆用于生殖目的，直到围绕它的安全性和伦理问题得到解决。
令人不安的是，生殖性克隆的支持者[见生殖性克隆：他们想制造一个婴儿]试图通过声称采用克隆技术为无法通过任何其他方式受孕的夫妇制造孩子来治疗不孕症，从而篡夺“治疗性克隆”一词。我们反对这种用法，并认为将这种程序称为“治疗性”只会引起混乱。
我们做了什么
我们在2001年初开始了创建克隆人类胚胎的尝试。首先，我们咨询了我们的伦理顾问委员会，该委员会由独立的伦理学家、律师、生育专家和咨询师组成，我们在1999年组建了该委员会，以持续指导公司的研究工作。在达特茅斯学院伦理研究所所长罗纳德·M·格林的主持下，该委员会在建议我们继续进行之前考虑了五个关键问题[见伦理考量]。
|
治疗性克隆：它是如何完成的 |
下一步是招募愿意捐献卵子用于克隆手术的女性，并从要克隆的个体（捐献者）身上收集细胞。克隆过程看似简单，但成功取决于许多小因素，其中一些我们尚未了解。在基本的核移植技术中，科学家使用非常精细的针头从成熟的卵子中吸取遗传物质。然后，他们将供体细胞的细胞核（有时是整个细胞）注入到去核的卵子中，并在特殊的条件下进行培养，以促使其分裂和生长[见治疗性克隆：它是如何完成的]。
我们通过在波士顿地区的出版物上刊登广告，找到了愿意匿名捐献卵子用于我们研究的女性。我们只接受年龄在24至32岁之间、至少有一个孩子的女性。有趣的是，我们的提案吸引了与那些可能为不孕夫妇捐献卵子用于体外受精的女性不同的女性群体。回应我们广告的女性愿意为研究捐献卵子，但许多人对将她们的卵子用于产生她们永远见不到的孩子不感兴趣。（捐献者由位于马萨诸塞州萨默维尔的邓肯·霍利生物医学公司的安·A·基斯林-库珀领导的团队招募和收集。基斯林还参与了有关卵子捐献者伦理问题的审议。）
我们要求潜在的卵子捐献者进行心理和身体检查，包括传染病筛查，以确保女性健康，并且捐献卵子不会对她们产生不利影响。最终，我们有12位女性是捐献卵子的好候选人。与此同时，我们从其他几位匿名人士身上提取了皮肤活检，以分离出称为成纤维细胞的细胞，用于克隆过程。我们的成纤维细胞捐献者群体包括不同年龄的人，他们通常身体健康，或者患有糖尿病或脊髓损伤等疾病——这些疾病类型的人很可能从治疗性克隆中受益。
我们的第一次克隆尝试发生在去年七月。每次尝试的时间取决于捐献卵子的女性的月经周期；捐献者必须进行激素注射几天，以便她们一次排卵10个左右的卵子，而不是正常的一个或两个。
在第三个尝试周期中，当注入的成纤维细胞的细胞核似乎分裂时，我们看到了一线希望，但它从未分裂形成两个不同的细胞。因此，在下一个周期中，我们决定采取寺彦和他的同事们使用的方法，这些科学家在1998年创造了第一只克隆小鼠。（寺彦当时在夏威夷大学，现在在先进细胞技术公司。）尽管我们像往常一样将一些卵子注射了皮肤成纤维细胞的细胞核，但我们将另一些卵子注射了卵巢细胞，称为卵丘细胞，这些细胞通常滋养卵巢中发育的卵子，并且在排卵后仍然可以发现它们附着在卵子上。卵丘细胞非常小，可以整体注射。最后，我们总共使用了七名志愿者的71个卵子，才产生了我们第一个克隆的早期胚胎。在我们注入卵丘细胞的八个卵子中，有两个分裂形成四个细胞的早期胚胎，其中一个发展到至少六个细胞，然后停止生长。
孤雌生殖
我们还试图确定我们是否可以诱导人类卵子在没有被精子受精或去核并注入供体细胞的情况下分裂成早期胚胎。尽管成熟的卵子和精子通常只有典型体细胞一半的遗传物质，但为了防止胚胎在受孕后具有双重基因组，卵子在成熟周期的相对后期才会减少其遗传补体。如果在该阶段之前激活，它们仍然保留完整的基因组。
|
|
源自这种孤雌生殖激活的细胞的干细胞在移植后不太可能被排斥，因为它们与患者自身的细胞非常相似，并且不会产生许多对该人的免疫系统来说不熟悉的分子。（由于卵子和精子形成过程中总是会发生基因洗牌，它们不会与个体的细胞相同。）与源自克隆早期胚胎的干细胞相比，这些细胞可能也会为某些人带来更少的道德困境。
在一种情况下，患有心脏病的女性可能会收集自己的卵子并在实验室中激活，以产生囊胚。然后，科学家可以利用生长因子的组合来诱导从囊胚中分离出来的干细胞在实验室培养皿中成为心肌细胞，这些细胞可以移植回女性体内以修复心脏的患病区域。使用类似的技术，称为雄核发育，来创建干细胞以治疗男性会比较棘手。但这可能涉及将男性的两个精子细胞核转移到已去除细胞核的捐献卵子中。
研究人员先前曾报道过，通过将小鼠和兔子的卵子暴露于不同的化学物质或物理刺激（例如电击），可以诱导它们分裂成胚胎。早在1983年，现在在哈佛大学的伊丽莎白·J·罗伯逊就证明了从孤雌生殖小鼠胚胎中分离出来的干细胞可以形成各种组织，包括神经和肌肉。
在我们的孤雌生殖实验中，我们使22个卵子暴露于改变细胞内部带电原子（称为离子）浓度的化学物质中。在培养皿中生长五天后，有六个卵子发育成了看起来像囊胚的东西，但没有一个卵子清楚地包含产生干细胞的所谓内细胞团。
我们为什么要这么做
我们渴望有一天能够为患病患者提供治疗性克隆或孤雌生殖产生的细胞疗法。目前，我们的努力集中在神经和心血管系统疾病、糖尿病、自身免疫性疾病以及涉及血液和骨髓的疾病上。
一旦我们能够从克隆胚胎中获得神经细胞，我们希望不仅能够治愈受损的脊髓，而且还能治疗脑部疾病，例如帕金森病，在这种疾病中，产生一种称为多巴胺的物质的脑细胞死亡会导致无法控制的震颤和瘫痪。阿尔茨海默病、中风和癫痫也可能对这种方法有效。
除了用于治疗糖尿病的产生胰岛素的胰岛细胞外，克隆胚胎的干细胞也可以被诱导成为心肌细胞，作为治疗充血性心力衰竭、心律失常和心脏病发作导致的心脏组织疤痕的疗法。
|
|
一个可能更有趣的应用可能涉及诱导克隆的干细胞分化为血液和骨髓的细胞。当源自骨髓的免疫系统白细胞攻击身体自身的组织时，就会出现自身免疫性疾病，例如多发性硬化症和类风湿性关节炎。初步研究表明，接受骨髓移植以替代因高剂量化疗杀死自身骨髓的癌症患者在治疗癌症后，自身免疫性疾病症状得到了缓解。输注造血或造血的克隆干细胞可能会“重启”自身免疫性疾病患者的免疫系统。
但是，克隆细胞或通过孤雌生殖产生的细胞是否正常呢？只有对这些细胞进行临床测试，才能最终证明这些细胞是否足够安全，可用于患者的日常治疗。但我们对克隆动物的研究表明，克隆动物是健康的。在2001年11月30日的《科学》杂志上，我们报告了我们迄今为止在克隆牛方面的成功。在30头克隆牛中，有6头在出生后不久死亡，但其余的牛在体检中都显示出正常结果，并且对它们免疫系统的测试表明它们与普通牛没有区别。其中两头母牛甚至产下了健康的幼崽。
克隆过程似乎还会重置克隆细胞中的“衰老时钟”，因此在某些方面，这些细胞看起来比它们被克隆的细胞更年轻。在2000年，我们报告说，克隆小牛的端粒（染色体末端的帽状结构）与对照小牛的端粒一样长。端粒通常会随着生物体的衰老而缩短或受损。治疗性克隆可能会为老龄化人群提供“年轻”细胞。
去年7月，马萨诸塞州剑桥市怀特黑德生物医学研究所的鲁道夫·杰尼什及其同事的一份报告引起了广泛关注，因为它发现了克隆小鼠中所谓的印记缺陷。印记是施加在哺乳动物许多基因上的一种标记，它会改变基因的开启或关闭方式，具体取决于基因是从母亲还是父亲那里遗传的。印记程序通常在胚胎发育过程中“重置”。
尽管印记似乎在小鼠中起着重要作用，但目前尚无人知晓这种现象对人类有多重要。此外，杰尼什及其同事没有研究从成年动物身体（如成纤维细胞或卵丘细胞）中提取的细胞克隆的小鼠。相反，他们研究了从胚胎细胞克隆的小鼠，预计这些小鼠的变异性会更大。目前正在印刷中的研究表明，从成年细胞克隆的小鼠的印记是正常的，这些研究应在几个月内在科学文献中发表。
与此同时，我们正在继续我们的治疗性克隆实验，以产生克隆或孤雌生殖产生的人类胚胎，这些胚胎将产生干细胞。科学家们才刚刚开始挖掘这种重要的资源。
何塞·B·西贝利、罗伯特·P·兰扎和迈克尔·D·韦斯特分别是位于马萨诸塞州伍斯特市的私营生物技术公司Advanced Cell Technology的研发副总裁、医疗和科学发展副总裁以及总裁兼首席执行官。西贝利在阿根廷拉普拉塔大学获得兽医学博士学位，并在马萨诸塞大学阿默斯特分校获得博士学位。他的研究促成了1998年第一批转基因克隆小牛的诞生。兰扎拥有宾夕法尼亚大学的医学博士学位。他是前富布赖特学者，并且是许多科普和科学书籍的作者或编辑，其中包括教材《组织工程原理》。韦斯特拥有贝勒医学院的博士学位，并且对衰老和干细胞特别感兴趣。从1990年到1998年，他是位于加利福尼亚州门洛帕克的Geron公司的创始人、主管和副总裁，在那里他启动并管理了端粒（染色体的末端，在衰老过程中会收缩）生物学和获得人类胚胎干细胞的研究项目。卡罗尔·伊泽尔是特约撰稿人和编辑。
人类治疗性克隆。《自然医学》，第5卷，第9期，第975-977页；1999年9月。作者：罗伯特·P·兰扎、何塞·B·西贝利和迈克尔·D·韦斯特。
核移植在人类移植中的应用前景。《自然生物技术》，第17卷，第12期，第1171-1174页；1999年12月。作者：罗伯特·P·兰扎、何塞·B·西贝利和迈克尔·D·韦斯特。
在人类移植中使用核移植的伦理有效性。《美国医学会杂志》，第284卷，第24期；2000年12月27日。作者：罗伯特·P·兰扎等。
人类胚胎研究辩论：争议漩涡中的生物伦理学。罗纳德·M·格林。牛津大学出版社，2001年。
我们发表在e-biomed: The Journal of Regenerative Medicine上的文章全文可以在www.liebertpub.com/ebi上查看。