萬能細胞

萬能細胞

美國和日本的兩個研究小組于2007年11月20日分別發表論文,宣布成功把普通的人體皮膚細胞轉化為了具備胚胎幹細胞功能的新型"萬能細胞"。與克隆技術相結合,胚胎幹細胞便可發展成遺傳特征與病人完全吻合的細胞、組織或器官,以前器官移植治療方法中經常出現的排異反應問題因此而將得到徹底解決。

2014年8月27日,日本理化學研究所宣布未能發現萬能細胞

  • 中文名稱
    萬能細胞
  • 所屬
    生物科學
  • 技術
    克隆
  • 時間
    2007年11月20日

成果培育

美國和日本的兩個研究小組11月20日分別發表論文,宣布成功把普通的人體皮膚細胞轉化為了具備胚胎幹細胞功能的新型"萬能細胞"。這--被學界稱為生物科學"裏程碑"的重大突破,有望幫助科學家繞過克隆技術的倫理、道德紛爭,為醫學套用開啟大門。來自美國威斯康星大學詹姆斯·湯姆森實驗室和日本京都大學再生醫學研究所的兩個獨立研究小組20日分別在美國《科學》雜志和《細胞》雜志上發表了關于同一研究成果的報告,並將分別獲得專利。兩個研究小組都是從人體中提取了一種名為"纖維原細胞"的皮膚細胞,然後向其中植入4種新基因,從而製造出一種名為IPS的細胞,它具有類似胚胎幹細胞的功能,能夠最終培育成人體組織或器官。

萬能細胞(STAP細胞)的發現者小保方晴子萬能細胞(STAP細胞)的發現者小保方晴子

所不同的是,詹姆斯·湯姆森實驗室的"纖維原細胞"來自一名新生兒的陰莖包皮,而由京都大學教授山中伸彌領導的研究小組則是從一名36歲女性的臉部提取的細胞。

不過,美日兩個研究小組都表示,目前人工培育出的"萬能細胞"還不能用于人類,因為他們在植入"重組基因"的過程中使用了逆轉錄酶病毒,這種病毒可能導致基因變異,有引發腫瘤等副作用。

研究概況

"萬能細胞"跨越倫理障礙

幹細胞是未分化的原始細胞,通常分為三類,即全能幹細胞多能幹細胞專能幹細胞。其中,全能幹細胞主要就是胚胎幹細胞。如果與克隆技術相結合,胚胎幹細胞便可發展成遺傳特征與病人完全吻合的細胞、組織或器官,以前器官移植治療方法中經常出現的排異反應問題因此而得到了徹底解決,血細胞腦細胞骨骼內髒等都將可以更換,白血病、帕金森氏症、心髒病等頑疾也有望得到有效治療與治愈。

萬能細胞萬能細胞

一直以來,如果想要獲得人類胚胎幹細胞,就必須損壞人類胚胎,這一點頗受非議。這次人體皮膚細胞"直接改造"技術跨越倫理障礙。

"基因重新編排技術"

美日兩國研究小組20日分別發布了各自的幹細胞研究新成果。美國威斯康星大學麥迪遜分校詹姆斯·湯姆森實驗室的研究將發表在22日出版的《科學》雜志上,而日本京都大學教授山中伸彌領導的研究小組的報告將發表在30日出版的《細胞》雜志上。

萬能細胞的製作方法萬能細胞的製作方法

兩個小組的研究方法和原理大同小異。兩個研究小組都利用了相同的技術--"基因重新編排技術",即向皮膚細胞中植入一組4個基因,通過基因重新編排,使皮膚細胞具備胚胎幹細胞的功能。這種被改造過的細胞稱作"iPS細胞"。

兩個研究小組選擇的植入基因組合略有不同,另外他們選用了不同類型的人體皮膚細胞為"底版"。山中伸彌研究小組從一名36歲女性的臉部提取了科學家稱為"纖維原細胞"的皮膚細胞。詹姆斯·湯姆森實驗室的皮膚細胞則是"成纖維細胞",來自一名新生兒的陰莖包皮。

基因"雞尾酒"不同

研究人員然後借助"逆轉錄酶病毒"為載體,將4種基因註入皮膚細胞。這些特定基因能夠"重組"皮膚細胞的基因,從而得到特定類型的人體幹細胞。

兩個小組利用的基因"雞尾酒"有所不同。美國研究人員選擇OCT4、NANOG、SOX2、LIN28基因組合,日本研究人員選擇OCT3/4、SOX2、C-MYC、KLF4這四種基因。

得出的實驗結果一樣--他們都成功地將普通人體皮膚細胞改造成了幹細胞。從理論上說,這種幹細胞的功能類似通過胚胎克隆技術取得的胚胎幹細胞,能夠最終培育成人體組織或器官。由于這種幹細胞能通過基因組合控製,因此有"萬能細胞"、"變色龍細胞"之稱。

走上"正道","同時撞線"

美聯社科技記者馬爾科姆·利特戲稱這是"同時撞線"。今年6月,美日三個研究小組曾宣布成功地將老鼠皮膚細胞改造成類似胚胎幹細胞的細胞。此後,雙方開始在人體皮膚細胞改造上展開"較量"。

科學家認為,將人體皮膚細胞改造成幾乎與胚胎幹細胞具有同樣功能的幹細胞,意味著有關技術進一步成熟。

相比之下,胚胎幹細胞研究不僅難度極大,而且面臨著太多倫理、法律等方面的爭議。美國總統布希已經兩度否決了放寬聯邦政府資助胚胎幹細胞研究的法案,認為美國納稅人的錢不能用于"故意摧毀人類胚胎"。因此白宮20日對美日科學家的這一新成果表示歡迎,認為這才是幹細胞研究的"正道"。

高度評價

相當于萊特兄弟的首架飛機

學界對這一研究給予高度評價。因為這種被稱為"直接改造"的技術不僅能避免人體胚胎克隆技術引發的倫理爭議,其高效、便利也為進一步醫學套用開啟了大門。

世界首隻克隆羊多利的"助產士"、英國科學家伊恩·威爾默特在一份聲明中說:"我們現在可以構想這麽一個時代:能夠以一種簡單方式製造幹細胞,任何人身上的組織標本均能培育出任何組織器官。"

威爾默特數天前宣布,決定放棄"創造"多利羊的胚胎細胞克隆技術,轉向日大學部學家提出的體細胞"直接改造"技術。

在提及技術推廣前景時,湯姆森說:"人們不知道這有多容易。美國數以千計的實驗室基本明天就能做到。"

致力于人體胚胎克隆技術研究的美國細胞高級技術研究所首席科學家羅伯特·蘭扎也不惜溢美之辭:"這項研究是一個了不起的科學裏程碑。從生物學意義上講,相當于萊特兄弟製造的首架飛機。"

潛在風險

這項技術尚不能完全取代胚胎細胞克隆技術,因為它現階段的實驗方式存在潛在副作用。兩個研究小組均表示,對于這些仿製的"胚胎幹細胞",還需要深入研究,以比較它們和真正的胚胎幹細胞在臨床套用等方面是否有顯著差異。他們認為,現在就停止人類胚胎幹細胞研究還為時過早,而且"iPS細胞"離實際套用還有很長的路。

美日研究小組利用逆轉錄酶病毒"改造"皮膚細胞,這種病毒可能使基因產生變異,引發腫瘤等副作用。因此,在評估和克服這一潛在風險前,"萬能細胞"還不能用于器官移植等臨床套用。

另一種風險與倫理有關,盡管不像人體胚胎細胞克隆技術那樣容易引發爭議。山中伸彌說,套用這項技術,或許能通過皮膚細胞製造精子和卵子,這能幫助那些有生育問題的患者,"但為避免濫用,有必要在製造和利用人體萬能細胞方面作出適當規範"。

國際反應

幹細胞問題不再把美國人"一分為二"

布希政府此前一直堅決反對以治療性克隆為手段的胚胎幹細胞研究,而這也被民主黨攻擊為"阻礙科學進步"。美國有線電視新聞網在報道中稱"這項成果是平息爭論的開始",並認為幹細胞問題有可能不再成為把國人"一分為二"的重大問題。

研究發現

中國女博士領導美國小組研究

據悉,美國湯姆森實驗室有多位中國科學家,記者連線了領導"萬能細胞"研究的中國女科學家俞君英博士。

俞君英說,這次的突破其實是一個新的開始,開啟了人類更廣範圍利用細胞進行研究的新局面。

俞君英出生在浙江諸暨,畢業于北京大學,1997年赴美國賓夕法尼亞大學留學,2003年加入湯姆森研究室,開始皮膚細胞"改造"成胚胎幹細胞的研究工作。

據介紹,湯姆森實驗室始建于1998年,由美國國家健康部門和地方基金會資助,現有約17位研究人員,該實驗室由曾經成功分離幹細胞的美籍科學家湯姆森主持。

據《新聞晚報》報道美日研究人員20日分別發表論文,宣布成功把人體皮膚細胞改造成類似胚胎幹細胞的"萬能細胞",學界評價這一突破為生物科學的"裏程碑"。領導美國科研小組製造"萬能細胞"的是一個中國人---浙江籍的女科學家俞君英。21日晚,俞君英在接受記者專訪時說,這項技術為幹細胞研究找到了新的開始,可能會拿諾貝爾獎。這一成果的問世,由克隆胚胎幹細胞研究引發的倫理爭論,有望 就此逐漸平息。 找到研究突破口 俞君英從2005年起開始將人體皮膚細胞改造為幹細胞的研究,她說,做這項研究主要出于三個方面的考慮。首先,幹細胞研究一直存在爭議。因為用之前的技術手段提取幹細胞就要破壞胚胎,而人體胚胎克隆技術也引發倫理爭議。而如果能讓人體皮膚細胞退回到原始的幹細胞,就能避免這種爭論。其次,從病人身體上提取的細胞如果能改造為幹細胞,其功能類似通過胚胎克隆技術取得的胚胎幹細胞,能夠最終培育成人體組織或器官,這就可以成為為病人進行器官移植手術的供體。第三,這種幹細胞可以成為葯物檢測的最佳試驗品。每個病人的遺傳背景不一樣,從病人自身提取的細胞經過改造,成為幹細胞後,就能準確測出葯物對病人的影響。有了最初的構想,還要有適當的技術手段。俞君英說,用改造皮膚細胞的方法製造幹細胞是她在做之前的項目時想到的,"我想,幹細胞研究方面如果要有突破,那就要從改造其他細胞的角度入手。" 小事故拖累"時間競賽" 俞君英沒有想到的是,在她開始製造"萬能細胞"的同時,有一群日大學部學家也開始著手相同的研究。20日,當俞君英所在的美國威斯康星大學麥迪遜分校詹姆斯·湯姆森實驗室將研究發表在《科學》雜志的同時,日本京都大學教授山中伸彌領導的研究小組也把一份類似的報告發表在《細胞》雜志。兩個小組的研究方法和原理大同小異。山中伸彌研究小組從一名36歲女性的臉部提取了科學家稱為纖維原細胞的皮膚細胞。詹姆斯·湯姆森實驗室的皮膚細胞來自一名新生兒的陰莖包皮。俞君英說,她是2006年的時候知道有日本同

日本理化學研究所宣布未能發現萬能細胞

中國日報網8月27日電(信蓮) 據日本媒體報道,當地時間8月27日,日本理化學研究所舉行記者會,宣布萬能細胞"STAP細胞"的確認性研究的初步結果顯示,未能發現這一細胞存在的跡象。

負責這項確認性實驗的再生科學綜合研究中心的負責人丹羽仁史在記者會上說,由小保方晴子擔綱的"STAP細胞"確認性研究工作,經過了將近兩個月,在針對小白鼠的實驗中,未能形成"STAP細胞"。

這份報告雖然被稱為中間報告,但是事實上已經否定了小保方晴子所堅持的曾經發現過STAP萬能細胞的主張。

2014年12月26日,日本"學術女神"小保方晴子論文造假案又添鐵證:理化學研究所的調查委員會就STAP論文疑點發布調查報告稱,所謂"STAP細胞"可能是混入已證實具有萬能性的胚胎幹細胞(ES細胞)製作而成,"能基本確定不存在STAP細胞"。

由于包括小保方晴子在內的相關人員均矢口否認曾混入ES細胞,報告稱混入的經過"依然成謎",未能徹底查清個中緣由。此前因小保方本人未能重現STAP細胞使該細胞的存在事實上已被否定,調查委員會的報告證實了STAP細胞從一開始就不存在的看法。

調查委員長國立遺傳學研究所所長桂勲在東京的記者會上表示"STAP論文基本上已被全盤否定",委員會"不排除有人故意混入ES細胞的可能性",因為細胞在製作時曾在實驗室放置了7天,無法斷定是否有人故意或因疏忽大意將ES細胞混入其中。

小保方研究室剩餘的細胞基因序列的變異與ES細胞的一致性超過99%。委員會據此認定,作為具有萬能性的證據能發出綠光的實驗鼠很可能是用ES細胞製作,所謂用STAP細胞製作的STAP幹細胞正是來自于ES細胞。

此外報告還新認定了小保方論文中的兩處圖表造假。小保方在接受調查時承認其中一處圖表在製作時缺乏了必要的實驗步驟,而另一處圖表因論文共同作者稱不能使用原來的資料,由她進行了篡改。

相關詞條

其它詞條