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干細胞的制造技術有許多,zui有名的是誘導和核移植技術,但到底那種技術一直是這一領域爭論的問題。理論上講,和胚胎一樣,干細胞能分化為任何體細胞。7年前,通過轉入幾個基因的誘導干細胞方法成功建立,成為干細胞研究領域的一匹馬,但也有不少科學家堅持采用另一種經典技術,就是講成熟細胞轉移給未受精卵母細胞,然后誘導成胚胎獲得目標干細胞。這種體細胞核移植技術代價比較高,技術難度大,也存在一些倫理學障礙。但支持核移植技術的學者認為,誘導干細胞可能會保留更多成熟細胞的特征,基因操作本身也存在安全隱患。發表在《細胞干細胞》的研究論文,對這兩種細胞的基因特征進行了比較,部分解答了一些疑問。
發表論文作者給也許讓一些人感到意外,通訊作者紐約干細胞基金會Dieter Egli是一個體細胞核移植技術的鐵桿支持者。10月22日他在基金會年度會議上簡要介紹了這個文章。他說研究證明誘導干細胞確實很不錯,這對他的反對者們來說是個好消息。對核移植技術來說,這一研究意味著什么,他沒有給出答案。不過,我寧愿相信Egli作為一個科學家秉承客觀事實的精神,他不是一味為反對而反對的態度,非常值得稱贊。
2006年,誘導多能干細胞iPS誕生。日本京都大學山中伸彌2006年在世界學術雜志《細胞》上報道了誘導多能干細胞的研究。他們把Oct3/4,Sox2、c-Myc和Klf4這四種轉錄因子基因克隆入病毒載體,然后引入小鼠成纖維細胞,發現可誘導其發生轉化,產生的iPS細胞在形態、基因和蛋白表達、表觀遺傳修飾狀態、細胞倍增能力、類胚體和畸形瘤生成能力、分化能力等方面都與胚胎干細胞相似。后來這一技術被多次優化,現在能利用這種技術制造出特定患者特定的細胞,并已經開始用于臨床試驗治療某些疾病。
但是有一些學者擔心,這種誘導干細胞技術由于需要基因操作,會不會導致細胞發生難以意料的變化,甚至導致癌癥發生的基因突變。安加拿大大略省癌癥研究所癌癥生物學家Nizar Batada就承認比較擔心這個問題,他們2011年發表在《自然》的論文顯示誘導干細胞比用于制造誘導干細胞的原始皮膚細胞存在更多基因異常。其他研究發現,誘導干細胞存在一些DNA甲基化標記,這些標記來自于原始成熟細胞,這可能會導致這種細胞的分化能力被干擾。
1996年,核移植技術成功克隆了多利羊,一些科學家認為核移植技術制造干細胞不存在誘導干細胞技術的上述缺陷。2012年10月8日,京都大學教授山中伸彌與英國發育生物學家約翰·格登(細胞核移植)因在細胞核重新編程研究領域的杰出貢獻而獲得諾貝爾生理學或醫學獎。但蹊蹺的是,2012年前,核移植技術制造干細胞從沒有在人類細胞上獲得成功,許多干細胞學研究人員悄悄轉移到誘導干細胞領域。2013年,俄勒岡健康與科學大學Shoukhrat Mitalipov小組成功采用核移植技術制造出人類干細胞。干細胞領域的兩種技術的爭論再次涌現。
許多研究也試圖比較兩者的差別,但由于都來自不同的供體細胞,細胞自身的遺傳差異可能會掩蓋細胞重新編程操作導致的DNA突變等變化。Egli等一直希望了解兩種細胞到底那個更好,Egli等用來自兩個不同人的皮膚細胞,一個新生兒,一個成年人,分別用核移植技術和誘導干細胞技術制造出干細胞,人后將兩種細胞和來源細胞進行基因突變、基因表達和DNA甲基化等的比較。結果發現,兩種方法都可以導致平均10個突變發生,這些變化都不是細胞重編程所必需。Egli估計,也許許多突變在皮膚細胞早已出現,細胞操作過程將這種突變變表現出來。結果也發現,兩種方法攜帶的DNA甲基化數量也類似,因為兩種方法需要的時間不同,原本希望能發現非常大的差異,但發現并不是預料的結果。任何研究都是這樣,假說能夠驗證是意料結果,不能驗證是意料之外,都是非常值得稱贊的,因為都給人們提供了某一個問題的可能答案。
Mitalipov是論文作者之一,他仍然堅持認為核移植技術能制造更穩定更接近胚胎的干細胞。今年夏天他曾經發表論文證明核移植技術制造的干細胞甲基化和自然胚胎干細胞更接近。
索爾克研究所發育生物學家Juan Carlos Izpisua Belmonte認為,發現兩種技術沒有差異讓人吃驚。但他認為研究并不能zui終回答這個問題。
Egli和Mitalipov都計劃繼續各自的研究,Egli指出,這一研究能引起更多重要技術,如解決線粒體移植技術尋找卵子供體的難題。
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Stem cell recipes go head to head
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