【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 中有些不是來(lái)源于核移植體細(xì)胞克隆，而是通過(guò)另一條 “ 單性生殖 ” 技術(shù)路線產(chǎn)生的，也就是說(shuō)是通過(guò)對(duì)未受精的卵細(xì)胞進(jìn)行單性培育得到的，它們的細(xì)胞遺傳特性與卵子提供者的細(xì)胞一致，與通過(guò)治療性克隆得到的干細(xì)胞一樣，可用于對(duì)供體的細(xì)胞移植。達(dá)利教授等人的論文正式確認(rèn)了這一獲取干細(xì)胞的新方法。 達(dá)利教授在自己的論文發(fā)表后曾不無(wú)惋惜地對(duì)記者表示， 2022年，巔峰時(shí)期的黃禹錫還沒(méi)來(lái)得及認(rèn)識(shí)到自己科研內(nèi)容的價(jià)值，就已被搞得焦頭爛額，根本無(wú)法顧及科研數(shù)據(jù)的分析，制定下一步科研方向。而同時(shí)，許多西方學(xué)者卻已經(jīng)看到了一絲曙光。黃禹錫沒(méi)有想到，自己的干細(xì)胞竟然是卵子單性生殖的結(jié)果。只要在當(dāng)時(shí)認(rèn)識(shí)并報(bào)道了單性生殖獲取干細(xì)胞的成果，他的工作將遙遙領(lǐng)先，因?yàn)檫@是區(qū)別于體細(xì)胞克隆的一條全新的獲取干細(xì)胞的技術(shù)路線。 中國(guó) 我國(guó)在干細(xì)胞研究方面已經(jīng)取得了和世界同步的發(fā)展。北京大學(xué)、中國(guó)協(xié)和醫(yī)科大學(xué)、軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院、上二醫(yī)和四川大學(xué)等高等院校和科研單位相繼成立了專門(mén)的干細(xì)胞研究機(jī)構(gòu)。 2022年 10月，國(guó)家干細(xì)胞基因工程產(chǎn)業(yè)化基地正式在天津華苑產(chǎn)業(yè)園區(qū)落成，將建設(shè)成為我國(guó)最大的干細(xì)胞庫(kù)、干細(xì)胞移植中心以及相關(guān)科研用基地及產(chǎn)業(yè)化基地 。 北京大學(xué)干細(xì)胞研究中心李凌松教授指出，人們開(kāi)始嘗試用干細(xì)胞技術(shù)治療某些疾病僅僅只是開(kāi)始 ,采用細(xì)胞技術(shù)治療疾病大概至少要經(jīng)歷三個(gè)階段： 給相應(yīng)組織損傷的病人以期治療疾病。 件，就可以在體外對(duì)干細(xì)胞進(jìn)行誘導(dǎo)使之 “ 定向 ” 分化成所需的細(xì)胞；對(duì)于某些遺傳性疾病，還可對(duì)干細(xì)胞進(jìn)行基因修飾。對(duì)經(jīng)過(guò) “ 定向分化 ” 或 “ 基因修飾 ” 后的干細(xì)胞進(jìn)行篩選后，把 “ 合格 ” 的細(xì)胞移植給病人。前兩種方法都屬于細(xì)胞替代或者頂多稱其為 “ 組織替代 ” ，樂(lè)觀地估計(jì)大概需要 3～ 5年可以用于治療糖尿病、帕金森氏癥等。 外進(jìn)行 “ 器官克隆 ” 以供病人移植，雖然 “ 器官克隆 ” 的名詞已不再陌生，但真正在體外形成一個(gè)具有空間結(jié)構(gòu)和正常生理功能的人體器官，絕不是五、六年就能實(shí)現(xiàn)的，短期內(nèi)這只不過(guò)是一個(gè) “ 美好的愿望 ” 。 我國(guó)衛(wèi)生部對(duì)胚胎干細(xì)胞及克隆技術(shù)的研究的態(tài)度： （ 一 ） 我國(guó)不贊成 、 不支持 、 不允許 、不接受任何生殖性克隆試驗(yàn)； （ 二 ） 我國(guó)贊成以預(yù)防 、 治療疾病為目的的人類胚胎干細(xì)胞研究 ， 并使其在有效監(jiān)控的條件下有序發(fā)展； （ 三 ） 我國(guó)應(yīng)加強(qiáng)相關(guān)立法 、 促進(jìn)克隆技術(shù)安全應(yīng)用和健康發(fā)展 。 iPS細(xì)胞 就在人們還沉浸在對(duì)黃禹錫的惋惜中時(shí)，干細(xì)胞研究又產(chǎn)生了革命性的進(jìn)展。2022年 11月 21日，《科學(xué)》周刊和《細(xì)胞》雜志在自己的網(wǎng)站上，同時(shí)報(bào)道了美國(guó)和日本科學(xué)家相似的創(chuàng)新 —— 用類似調(diào)制基因雞尾酒的方法，把幾種基因一起導(dǎo)入細(xì)胞，獲得了胚胎干細(xì)胞。這成為繼體細(xì)胞克隆、單性繁殖之后的第三種方法。 干細(xì)胞是一種 “ 原初 ” 類型的細(xì)胞，具有分化成各種組織細(xì)胞的潛能，成體身上的各種細(xì)胞都是早期胚胎中的原初細(xì)胞不斷增殖和分化的結(jié)果。因此，一旦某些組織和器官出了問(wèn)題，人們可以取出自己的體細(xì)胞，想辦法讓它們回復(fù)到胚胎時(shí)期的干細(xì)胞狀態(tài)，再輸入到病變組織，通過(guò)干細(xì)胞的增殖和分化重建病變組織，或在體外培養(yǎng)分化成實(shí)體器官再植入體內(nèi)。因最初的來(lái)源就是自己的細(xì)胞，不會(huì)出現(xiàn)排異反應(yīng)。 不論是體細(xì)胞核移植還是單性繁殖，目的都是讓成體細(xì)胞回復(fù)到未分化狀態(tài)。這是一個(gè)發(fā)育逆轉(zhuǎn)的過(guò)程。相對(duì)于這兩種方法，那兩組調(diào)酒師科學(xué)家的方法要簡(jiǎn)潔許多。他們從基因著手，各自選擇了四種可以刺激細(xì)胞基因組使之回復(fù)到原初狀態(tài)的 “ 返老還童 ” 基因，把它們組合調(diào)配在一起，導(dǎo)入逆轉(zhuǎn)錄病毒中。 逆轉(zhuǎn)錄病毒是基因治療中一種運(yùn)載基因的工具，它可以像病毒感染細(xì)胞一樣結(jié)合到細(xì)胞上，將攜帶的基因注入細(xì)胞。通過(guò)這個(gè)擺渡工具，那些具有調(diào)節(jié)作用的 “ 返老還童 ” 基因就進(jìn)入了細(xì)胞，誘導(dǎo)細(xì)胞回復(fù)到原初狀態(tài)。這其實(shí)也是一種 “ 基因治療 ” 策略：一般的基因治療是將具有治療作用的基因?qū)爰?xì)胞進(jìn)行表達(dá)，而“ 雞尾酒 ” 方法導(dǎo)入的則是 “ 返老還童 ” 基因。 干細(xì)胞是人體內(nèi)可以轉(zhuǎn)化為各種器官和組織的細(xì)胞，過(guò)去只能從胚胎中獲得。2022年 11月，美國(guó)和日本科學(xué)家分別宣布獨(dú)立發(fā)現(xiàn)將普通皮膚細(xì)胞轉(zhuǎn)化為干細(xì)胞的方法，得到的干細(xì)胞稱為 誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞 ，又名 iPS細(xì)胞。這一發(fā)現(xiàn)分別被 《 自然 》 和 《 科學(xué) 》 雜志評(píng)為 2022年第一和第二大 科學(xué)進(jìn)展。 誘導(dǎo)性多功能干 (induced human pluripotent stem, iPS)細(xì)胞，也稱誘導(dǎo)性多潛能干細(xì)胞。 iPS是由一些多能遺傳基因?qū)肫つw等受體細(xì)胞中制造而成，然后進(jìn)一步進(jìn)行體外誘導(dǎo)分化，得到理想的細(xì)胞模型。 誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（ induced pluripotent stem cells, iPS cells）是利用病毒載體將四個(gè)轉(zhuǎn)錄因子（ Oct4, Sox2, Klf4 和 cMyc）的組合轉(zhuǎn)入分化的體細(xì)胞中，使其重編程為類似胚胎干細(xì)胞的一種細(xì)胞類型。 Oct4 Oct4是 POU家族的轉(zhuǎn)錄因子 ,維持細(xì)胞的多能性 ,是體細(xì)胞誘導(dǎo)為 iPS細(xì)胞所必須的基因。在小鼠和人的 ES細(xì)胞中 , Oct4表達(dá)的抑制將會(huì)導(dǎo)致自發(fā)性分化為滋養(yǎng)層細(xì)胞。 Niwa等實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 ,Oct4能夠維持 ES細(xì)胞未分化狀態(tài)并促進(jìn)其增殖 ,并認(rèn)為 Oct4的活化是重編程為多能干細(xì)胞的標(biāo)志。 Sox2 Sox2是胚胎干細(xì)胞特異性轉(zhuǎn)錄因子 ,其與 Oct4一樣均為體細(xì)胞重編程所必須的基因 ,除了可與 Oct4協(xié)同調(diào)節(jié)維持細(xì)胞的多能性之外 ,還能促進(jìn)干細(xì)胞向神經(jīng)外胚層分化。 cMyc和 Klf4 cMyc和 Klf4不是 iPS細(xì)胞形成所必須的基因 ,其作用是提高克隆形成的效率 ,當(dāng)同時(shí)將二者去除時(shí) iPS細(xì)胞將不能 生成 ,因此 cMyc和 Klf4在 iPS細(xì)胞產(chǎn)生的過(guò)程中同樣重要。 cMyc是在人類癌細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的卟啉 原癌基因 ,盡管 cMyc可以提高 iPS細(xì)胞克隆形成率 ,但其構(gòu)建的嵌合體小鼠約 20%發(fā)生了腫瘤。所以如果將 iPS細(xì)胞用于臨床治療 , cMyc基因的轉(zhuǎn)入必須慎重。 Klf4即是抑癌基因又是原癌基因 ,一方面可以促進(jìn) ES細(xì)胞的自我更新 ,另一方面在體細(xì)胞中強(qiáng)制表達(dá)可抑制 DNA的復(fù)制 ,阻滯細(xì)胞周期于 G1/S期 ,因此它在細(xì)胞增殖和分化之間起開(kāi)關(guān)作用。 制造方法 IPS細(xì)胞是由一些多能遺傳基因?qū)肫つw等細(xì)胞中制造而成。在制造過(guò)程中，美國(guó)研究人員使用了 4種遺傳基因，同時(shí)加入了 7種包括可阻礙特定 蛋白質(zhì) 合成的物質(zhì)和酶在內(nèi)的化合物，以研究其各自的制造效率。研究結(jié)果顯示，沒(méi)有添加化合物時(shí)，遺傳基因的導(dǎo)入效率為 ％ — ％，而加入了叫 “ 巴爾普羅酸 ” 的蛋白質(zhì)合成阻礙劑之后，導(dǎo)入效率竟升至 ％ — 14％。 如果從這 4種遺傳基因中排除導(dǎo)致細(xì)胞癌化的遺傳基因，只使用 3種基因，過(guò)去的導(dǎo)入效率只有 ％甚至低，而加入“ 巴爾普羅酸 ” 之后，其效率也提高了約 50倍。研究人員認(rèn)為，這很可能是因?yàn)?“ 巴爾普羅酸 ” 可以促進(jìn)多能遺傳基因的活性。今后，研究人員將就添加化合物是否會(huì)使遺傳基因產(chǎn)生變異展開(kāi)研究，以在提高制造效率的同時(shí)保證安全性。 iPS細(xì)胞同樣具有自我更新和分化的全能性，從日本科學(xué)家 Shinya Yamanaka于 2022年第一次發(fā)現(xiàn)這一技術(shù)到現(xiàn)在，科學(xué)家已經(jīng)成功從小鼠，大鼠，獼猴，豬和人的體細(xì)胞中誘導(dǎo)并獲得 iPS細(xì)胞，而且誘導(dǎo)技術(shù)也產(chǎn)生了巨大的革新，減少外源轉(zhuǎn)錄因子，使用非整合病毒，質(zhì)粒法等等都能夠產(chǎn)生 iPS細(xì)胞，最近，有報(bào)道稱利用純蛋白的方法也可以獲得 iPS細(xì)胞。 iPS技術(shù)具有巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值，利用 iPS技術(shù)能夠獲得病人或者疾病特異的多能性干細(xì)胞，這樣可以避免移植過(guò)程中的免疫排斥問(wèn)題，也繞開(kāi)了人類胚胎干細(xì)胞研究所帶來(lái)的倫理問(wèn)題。此外，掌握疾病特異性 iPS細(xì)胞向相應(yīng)疾病中的功能細(xì)胞定向誘導(dǎo)的技術(shù)方法，以此作為模型研究這些疾病的發(fā)病機(jī)制，利用以上疾病模型，對(duì)現(xiàn)有藥物做出個(gè)體化的評(píng)估，并發(fā)現(xiàn)新的治療靶點(diǎn)和篩選新的藥物，將為這些重大性疾病的基礎(chǔ)和臨床研究開(kāi)辟新的研究方法和技術(shù)平臺(tái)。 但是關(guān)于人類誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的研究還處于起步階段，所采用的供體細(xì)胞還僅僅局限在人包皮成纖維細(xì)胞，表皮細(xì)胞，毛囊細(xì)胞等少數(shù)細(xì)胞類型，更為棘手的是，這些細(xì)胞被重編程為iPS細(xì)胞所需要的時(shí)間比較長(zhǎng)（ 1635天），效率很低，這大大增加了在這個(gè)過(guò)程中細(xì)胞的變異風(fēng)險(xiǎn)。因此如何找到一種理想的人類體細(xì)胞來(lái)源是所有科學(xué)家都重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。 2022年４月，美國(guó)加利福尼亞大學(xué)科學(xué)家報(bào)告稱，他們將實(shí)驗(yàn)鼠皮膚細(xì)胞改造成 iPS細(xì)胞，然后成功使其分化成心肌細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞及造血細(xì)胞。 2022年 2月，日本東京大學(xué)科學(xué)家宣布，成功利用人類皮膚細(xì)胞制成的 iPS細(xì)胞培育出血小板，而且從技術(shù)上說(shuō)用 iPS細(xì)胞培育人類紅細(xì)胞和白細(xì)胞都是可能的；緊接著，日本慶應(yīng)大學(xué)科學(xué)家又宣布，成功用實(shí)驗(yàn)鼠的 iPS細(xì)胞培育出鼠角膜上皮細(xì)胞。 2022年 3月伊始， iPS細(xì)胞研究便相繼迎來(lái)兩項(xiàng)重大突破。英國(guó)和加拿大科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了不借助病毒、安全將普通皮膚細(xì)胞轉(zhuǎn)化為 iPS細(xì)胞的方法；美國(guó)科學(xué)家則在 《 細(xì)胞 》 雜志上宣布，他們可以將 iPS細(xì)胞中因轉(zhuǎn)化需要而植入的有害基因移除，且保證由此獲得的神經(jīng)元細(xì)胞的基本功能不受影響。 2022年 7月， iPS細(xì)胞研究在臨床應(yīng)用道路上又邁出非常重要的一步。據(jù)英國(guó)《 自然 》 雜志網(wǎng)站 23日?qǐng)?bào)道，中國(guó)科學(xué)家周琪和高紹榮等人利用 iPS細(xì)胞克隆出活體實(shí)驗(yàn)鼠，首次證明 iPS細(xì)胞與胚胎干細(xì)胞一樣具有全能性。該成果讓人們看到了 iPS細(xì)胞具有實(shí)用性。 2022年 7月 27日，日本京都大學(xué) iPS細(xì)胞研究所中川誠(chéng)人講師的研究小組發(fā)現(xiàn)，制取 iPS細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄基因中某一基因?yàn)橐字掳┗?，?yīng)用目前的技術(shù)克隆出的活體小鼠中一年后的死亡率為７０％，而其中有半數(shù)