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工人日报 2009年08月06日 星期一

新型全能干细胞“奇兵突围”

“小小”接过了“多利”点燃的火炬

■新华社记者 黄堃 杨骏 刘石磊
《工人日报》(2009年08月06日 006版)

这是克隆鼠“小小”三个月大时的照片。新华社发(周琪摄)

中国科学家在世界上首次利用iPS细胞(诱导多功能干细胞)成功克隆出活体小鼠,其中被命名为“小小”的实验鼠一时间成了明星。

据新一期英国《自然》杂志报道,中国科学院动物研究所周琪和北京生命科学研究所高绍荣领导的研究小组日前分别利用iPS细胞克隆出活体实验鼠,从而证实iPS细胞与胚胎干细胞一样具有全能性。其中,周琪的研究小组成功培育了27只实验鼠,并将首只iPS细胞克隆鼠命名为“小小”。该成果受到国际干细胞研究界的高度重视,《自然》杂志网站称赞中国科学家“为克隆成年哺乳动物开辟了一条全新道路”。

iPS细胞是一场革命

罗斯林研究所发育生物学部主任、国际学术期刊《转基因研究》主编布鲁斯·怀特洛认为,iPS细胞是一场革命,而“小小”宣布了这场革命的胜利。这是因为“小小”的诞生证明了iPS细胞确实具有多功能性。包括人在内的动物胚胎之所以能长大成完整的生物体,是因为胚胎干细胞具有发育成各种器官细胞的能力。美国和日本科学家2007年分别宣布,可将普通的人体皮肤细胞转化成也具有类似能力的细胞,这就是iPS细胞,全称诱导多功能干细胞。

此后,科学家相继利用iPS细胞培育出心脏细胞、血液细胞、角膜细胞、神经细胞等。尽管全世界的研究人员都在努力,此前却一直没有人能利用iPS细胞成功克隆出一个完整的活体哺乳动物。怀特洛说:“大多数研究都是小步进展,而‘小小’是一次飞跃。”

当年震惊世界的“多利”,是罗斯林研究所的科学家将绵羊体细胞的细胞核取出,植入去核的卵细胞中而得到,从而证明哺乳动物可通过无性生殖手段,也就是基于细胞核移植的克隆技术来繁衍。

怀特洛指出,“小小”是通过将iPS细胞植入早期胎盘而得到的,这也是广义克隆的一种。他认为,在克隆的道路上,“‘小小’接过了‘多利’点燃的火炬”。“小小”的成功显示了利用iPS细胞克隆大型家畜的可能性。

克隆“小小”后还有很多事要做

“对iPS细胞研究来说,用其克隆出动物还不够,克隆动物的下一代能健康么?再下一代呢?这些都需要继续研究。”中国科学院动物研究所研究员周琪在接受新华社记者采访时说。

周琪说,国际上的干细胞研究分为三类:胚胎干细胞研究;克隆干细胞研究,以及近两年兴起的iPS细胞研究。胚胎干细胞研究有伦理障碍,克隆干细胞研究遇到卵细胞来源少的问题,限制了其研究应用。而培育iPS细胞操作起来相对容易,皮肤细胞等体细胞就可以作为其来源,这也避免了伦理争议。鉴于上述优势,iPS细胞作为一种新型全能干细胞而被广泛看好。

“克隆出小鼠,并不意味着iPS细胞自此可以大规模应用于医疗,我们还有很多事要做。”周琪解释说,现在应用的是第一代iPS细胞技术,培育它需要利用病毒作为载体来导入基因,因此还有不小的风险。“将来我们将力主研究用小分子或药物蛋白为载体来导入基因,培育更安全的iPS细胞。”

周琪认为,“小小”的诞生并健康成长只是第一步,它的繁殖质量如何,其后代健康状况如何,都需要深入研究。

周琪说,iPS细胞技术是否可行,主要看它的有效性和安全性。现在他们初步证明这一技术是有效的,但安全性方面需要继续研究,以确保万无一失。“我相信,iPS细胞研究未来的趋势是,越来越安全,越来越有效率。”

将应用于人类疾病治疗

iPS细胞又称诱导多功能干细胞,其神奇之处要从胚胎干细胞说起。胚胎干细胞一直是干细胞研究中的大明星,因为它能分化成各种器官细胞,具有最广泛的发展潜力。从技术角度来说,“全能性”的胚胎干细胞对于治疗性克隆来说是最理想的。

然而,由于人类胚胎干细胞研究触及伦理和道德,在很多国家被法律禁止,相关研究也处于进退两难的境地,干细胞研究亟待突围。

2007年,日本和美国科学家分别宣布发现将普通皮肤细胞转化为干细胞的方法,这样得到的干细胞和具有与胚胎干细胞类似的功能,被称为诱导多功能干细胞,又名iPS细胞。这一发现分别被《自然》和《科学》两大权威科学杂志评为当年重大科学进展。

周琪说,事实上,中国干细胞基础研究和应用研究起步较早,2001年后,与干细胞相关的重大研究项目不少于20个。此外,国家还在研发网络建设、人才建设、研究平台搭建等方面给予了大力支持,为中国在该研究领域的优势地位奠定了基础。

高绍荣也表示,iPS细胞具有全能性说明,完全通过体外操作可得到与胚胎干细胞具有同样分化能力的细胞,这将大大拓展iPS细胞的应用前景。这项成果是从干细胞研究迈向实际医疗过程中的一大步,对干细胞全能性的机理研究以及器官移植、药物筛选、基因治疗等临床应用研究具有重要价值。

人们完全有理由期待,在一系列危险和潜在危险被一一规避后,尚处在实验室阶段的iPS细胞研究,将能很快应用于人类疾病的治疗。

本报综合新华社电

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