干細(xì)胞的制造技術(shù)有許多,最有名的是誘導(dǎo)和核移植技術(shù),但到底那種技術(shù)最好一直是這一領(lǐng)域爭(zhēng)論的問(wèn)題。理論上講,和胚胎一樣,干細(xì)胞能分化為任何體細(xì)胞。7年前,通過(guò)轉(zhuǎn)入幾個(gè)基因的誘導(dǎo)干細(xì)胞方法成功建立,成為干細(xì)胞研究領(lǐng)域的一匹黑馬,但也有不少科學(xué)家堅(jiān)持采用另一種經(jīng)典技術(shù),就是講成熟細(xì)胞轉(zhuǎn)移給未受精卵母細(xì)胞,然后誘導(dǎo)成胚胎獲得目標(biāo)干細(xì)胞。這種體細(xì)胞核移植技術(shù)代價(jià)比較高,技術(shù)難度大,也存在一些倫理學(xué)障礙。但支持核移植技術(shù)的學(xué)者認(rèn)為,誘導(dǎo)干細(xì)胞可能會(huì)保留更多成熟細(xì)胞的特征,基因操作本身也存在安全隱患。最新發(fā)表在《細(xì)胞干細(xì)胞》的研究論文,對(duì)這兩種細(xì)胞的基因特征進(jìn)行了比較,部分解答了一些疑問(wèn)。
發(fā)表論文作者給也許讓一些人感到意外,通訊作者紐約干細(xì)胞基金會(huì)Dieter Egli是一個(gè)體細(xì)胞核移植技術(shù)的鐵桿支持者。10月22日他在基金會(huì)年度會(huì)議上簡(jiǎn)要介紹了這個(gè)文章。他說(shuō)研究證明誘導(dǎo)干細(xì)胞確實(shí)很不錯(cuò),這對(duì)他的反對(duì)者們來(lái)說(shuō)是個(gè)好消息。對(duì)核移植技術(shù)來(lái)說(shuō),這一最新研究意味著什么,他沒(méi)有給出答案。不過(guò),我寧愿相信Egli作為一個(gè)科學(xué)家秉承客觀事實(shí)的精神,他不是一味為反對(duì)而反對(duì)的態(tài)度,非常值得稱贊。 2006年,誘導(dǎo)多能干細(xì)胞iPS誕生。日本京都大學(xué)山中伸彌2006年在世界著名學(xué)術(shù)雜志《細(xì)胞》上率先報(bào)道了誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的研究。他們把Oct3/4,Sox2、c-Myc和Klf4這四種轉(zhuǎn)錄因子基因克隆入病毒載體,然后引入小鼠成纖維細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)可誘導(dǎo)其發(fā)生轉(zhuǎn)化,產(chǎn)生的iPS細(xì)胞在形態(tài)、基因和蛋白表達(dá)、表觀遺傳修飾狀態(tài)、細(xì)胞倍增能力、類胚體和畸形瘤生成能力、分化能力等方面都與胚胎干細(xì)胞相似。后來(lái)這一技術(shù)被多次優(yōu)化,現(xiàn)在能利用這種技術(shù)制造出特定患者特定的細(xì)胞,并已經(jīng)開(kāi)始用于臨床試驗(yàn)治療某些疾病。 但是有一些學(xué)者擔(dān)心,這種誘導(dǎo)干細(xì)胞技術(shù)由于需要基因操作,會(huì)不會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生難以意料的變化,甚至導(dǎo)致癌癥發(fā)生的基因突變。安加拿大大略省癌癥研究所癌癥生物學(xué)家Nizar Batada就承認(rèn)比較擔(dān)心這個(gè)問(wèn)題,他們2011年發(fā)表在《自然》的論文顯示誘導(dǎo)干細(xì)胞比用于制造誘導(dǎo)干細(xì)胞的原始皮膚細(xì)胞存在更多基因異常。其他研究發(fā)現(xiàn),誘導(dǎo)干細(xì)胞存在一些DNA甲基化標(biāo)記,這些標(biāo)記來(lái)自于原始成熟細(xì)胞,這可能會(huì)導(dǎo)致這種細(xì)胞的分化能力被干擾。 ![]() Dieter Egli argues the merits of somatic cell nuclear transfer at a 22 October panel at the New York Stem Cell Foundation’s annual meeting. 1996年,核移植技術(shù)成功克隆了多利羊,一些科學(xué)家認(rèn)為核移植技術(shù)制造干細(xì)胞不存在誘導(dǎo)干細(xì)胞技術(shù)的上述缺陷。2012年10月8日,京都大學(xué)教授山中伸彌與英國(guó)發(fā)育生物學(xué)家約翰·格登(細(xì)胞核移植)因在細(xì)胞核重新編程研究領(lǐng)域的杰出貢獻(xiàn)而獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。但蹊蹺的是,2012年前,核移植技術(shù)制造干細(xì)胞從沒(méi)有在人類細(xì)胞上獲得成功,許多干細(xì)胞學(xué)研究人員悄悄轉(zhuǎn)移到誘導(dǎo)干細(xì)胞領(lǐng)域。2013年,俄勒岡健康與科學(xué)大學(xué)Shoukhrat Mitalipov小組成功采用核移植技術(shù)制造出人類干細(xì)胞。干細(xì)胞領(lǐng)域的兩種技術(shù)的爭(zhēng)論再次涌現(xiàn)。 許多研究也試圖比較兩者的差別,但由于都來(lái)自不同的供體細(xì)胞,細(xì)胞自身的遺傳差異可能會(huì)掩蓋細(xì)胞重新編程操作導(dǎo)致的DNA突變等變化。Egli等一直希望了解兩種細(xì)胞到底那個(gè)更好,Egli等用來(lái)自兩個(gè)不同人的皮膚細(xì)胞,一個(gè)新生兒,一個(gè)成年人,分別用核移植技術(shù)和誘導(dǎo)干細(xì)胞技術(shù)制造出干細(xì)胞,人后將兩種細(xì)胞和來(lái)源細(xì)胞進(jìn)行基因突變、基因表達(dá)和DNA甲基化等的比較。結(jié)果發(fā)現(xiàn),兩種方法都可以導(dǎo)致平均10個(gè)突變發(fā)生,這些變化都不是細(xì)胞重編程所必需。Egli估計(jì),也許許多突變?cè)谄つw細(xì)胞早已出現(xiàn),細(xì)胞操作過(guò)程將這種突變變表現(xiàn)出來(lái)。結(jié)果也發(fā)現(xiàn),兩種方法攜帶的DNA甲基化數(shù)量也類似,因?yàn)閮煞N方法需要的時(shí)間不同,原本希望能發(fā)現(xiàn)非常大的差異,但發(fā)現(xiàn)并不是預(yù)料的結(jié)果。任何研究都是這樣,假說(shuō)能夠驗(yàn)證是意料結(jié)果,不能驗(yàn)證是意料之外,都是非常值得稱贊的,因?yàn)槎冀o人們提供了某一個(gè)問(wèn)題的可能答案。 Mitalipov是論文作者之一,他仍然堅(jiān)持認(rèn)為核移植技術(shù)能制造更穩(wěn)定更接近胚胎的干細(xì)胞。今年夏天他曾經(jīng)發(fā)表論文證明核移植技術(shù)制造的干細(xì)胞甲基化和自然胚胎干細(xì)胞更接近。 索爾克研究所發(fā)育生物學(xué)家Juan Carlos Izpisua Belmonte認(rèn)為,發(fā)現(xiàn)兩種技術(shù)沒(méi)有差異讓人吃驚。但他認(rèn)為最新研究并不能最終回答這個(gè)問(wèn)題。 Egli和Mitalipov都計(jì)劃繼續(xù)各自的研究,Egli指出,這一研究能引起更多重要技術(shù),如解決線粒體移植技術(shù)尋找卵子供體的難題。 來(lái)源:孫學(xué)軍的科學(xué)網(wǎng)博客 作者:孫學(xué)軍
兩種干細(xì)胞技術(shù)之爭(zhēng) |