克隆新風(fēng)向

蔡如鵬

中國(guó)科學(xué)家將普通皮膚細(xì)胞轉(zhuǎn)化為干細(xì)胞，進(jìn)而培育出小鼠，這繞過了傳統(tǒng)的克隆和摧毀胚胎來生成干細(xì)胞株所帶來的倫理問題

幾個(gè)皮膚細(xì)胞會(huì)有什么用呢？或許不久的將來，科學(xué)家們能讓它們像種子一樣“長(zhǎng)”成一顆跳動(dòng)的心臟、一葉新生的肺，或是一個(gè)腎病患者急需的腎源。一項(xiàng)新的研究讓這些正離我們?cè)絹碓浇?/p>

7月23日，兩個(gè)來自中國(guó)的研究小組分別在《自然》和《細(xì)胞?干細(xì)胞》雜志上報(bào)道說，他們將小鼠的成熟皮膚細(xì)胞恢復(fù)到類似于胚胎時(shí)期的狀態(tài)，并用產(chǎn)生的細(xì)胞成功克隆出了活體小鼠。

其中一個(gè)研究小組的負(fù)責(zé)人、北京生命科學(xué)研究所研究員高紹榮對(duì)《中國(guó)新聞周刊》說，這是科學(xué)家第一次證實(shí)成熟的體細(xì)胞與胚胎干細(xì)胞一樣具有全能性——可以轉(zhuǎn)化為體內(nèi)的各種細(xì)胞。

“這將繞開胚胎干細(xì)胞研究一直面臨的倫理和法律等諸多障礙，加快向?qū)嶋H醫(yī)療過程邁進(jìn)的步伐?！备呓B榮說。

繞開爭(zhēng)議的iPS細(xì)胞

自從1997年克隆羊“多莉”誕生后，被克隆的動(dòng)物層出不窮，人們已經(jīng)見怪不怪了。但這次培育的克隆鼠卻與以往有所不同。

傳統(tǒng)的克隆指的是從一個(gè)細(xì)胞里取出細(xì)胞核，將其植入去除了遺傳物質(zhì)的受精卵中，然后培育成活體動(dòng)物。其中，植入的細(xì)胞核可以來自多種細(xì)胞，包括皮膚細(xì)胞。

另一個(gè)研究小組的負(fù)責(zé)人、中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所研究員周琪介紹說，這次克隆的不凡之處在于使用了“誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞”(簡(jiǎn)稱iPS細(xì)胞)，而沒有用到細(xì)胞融合技術(shù)。

iPS細(xì)胞是指經(jīng)過基因“重新編排”回歸到胚胎干細(xì)胞狀態(tài)的體細(xì)胞，它們具有類似于胚胎干細(xì)胞的分化能力。

成年生物體內(nèi)有多種體細(xì)胞，比如血液細(xì)胞、肌肉細(xì)胞、免疫細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞等，它們形態(tài)各異，具有不同的功能，但都是由胚胎干細(xì)胞發(fā)育而成的。

此前，科學(xué)家們一直認(rèn)為胚胎干細(xì)胞發(fā)育成各種體細(xì)胞這一過程是不可逆的，就像一個(gè)人的成長(zhǎng)——只能是從幼年到成年再到老年，反之不行。

胚胎干細(xì)胞對(duì)科學(xué)家們極具誘惑力。因?yàn)樗哂小叭堋钡陌l(fā)展?jié)摿?，可以分化成所有不同種類的體細(xì)胞。這對(duì)于目前無法治愈的帕金森氏癥、白血病、糖尿病等頑癥，以及解決十分緊缺的組織和器官移植的來源問題而言，幾乎可以說是唯一可行的辦法。

不過，胚胎干細(xì)胞僅存在于胚胎發(fā)育的早期，只能從胚胎中提取。而毀壞胚胎在很多人看來無異于扼殺生命，是不可接受的。這些人中最具代表性的就是美國(guó)前總統(tǒng)布什。他認(rèn)為，從胚胎中提取干細(xì)胞是他本人“不能跨越的道德底線”。因此，布什在任期間一直對(duì)胚胎干細(xì)胞研究設(shè)限，規(guī)定美國(guó)聯(lián)邦政府對(duì)胚胎干細(xì)胞研究的資助僅限于研究當(dāng)時(shí)已有的胚胎干細(xì)胞，不得資助從新胚胎中提取干細(xì)胞進(jìn)而開展研究。

這些年，因?yàn)閭惱矸矫娴臓?zhēng)論，胚胎干細(xì)胞研究一直裹足不前。

2007年11月，美國(guó)和日本科學(xué)家分別宣布發(fā)現(xiàn)了將普通皮膚細(xì)胞轉(zhuǎn)化為干細(xì)胞的方法，繞過了傳統(tǒng)的克隆和胚胎摧毀的技術(shù)來生成胚胎干細(xì)胞株。這樣得到的干細(xì)胞就稱為iPS細(xì)胞。這一發(fā)現(xiàn)立刻引起了轟動(dòng)，當(dāng)年分別被《自然》和《科學(xué)》雜志評(píng)為年度第一和第二大科學(xué)進(jìn)展。

達(dá)到“黃金標(biāo)準(zhǔn)”

此后，國(guó)際上關(guān)于iPS細(xì)胞的研究可謂日新月異，迅速成為干細(xì)胞科學(xué)中最熱門的一個(gè)領(lǐng)域。

2008年4月，美國(guó)科學(xué)家報(bào)告說，他們將鼠皮膚細(xì)胞轉(zhuǎn)化成iPS細(xì)胞后，成功分化成心肌細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞及造血細(xì)胞。

2009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。

2009年3月，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。

但iPS細(xì)胞是否真正擁有胚胎干細(xì)胞那樣的全能性？

高紹榮告訴《中國(guó)新聞周刊》，檢驗(yàn)iPS細(xì)胞是否具有全能性的“黃金標(biāo)準(zhǔn)”，就是看它們能否培育出活體小鼠。先前國(guó)際上的研究始終未能成功，用iPS細(xì)胞培育的小鼠胎兒均胎死腹中。

周琪小組通過對(duì)老鼠成纖維細(xì)胞基因的“重新編排”，共獲得了37株iPS細(xì)胞。然后，把其中6株注入1500多個(gè)四倍體胚胎進(jìn)行培育，進(jìn)而植入一群代孕白鼠的子宮——不能發(fā)育成個(gè)體的四倍體囊胚扮演“溫床”的角色，負(fù)責(zé)為iPS細(xì)胞提供適合的發(fā)育環(huán)境。最終，獲得了27只活體小鼠。經(jīng)鑒定，證實(shí)小鼠確系iPS細(xì)胞發(fā)育而成。

周琪給第一次培育成功的小鼠取名為“小小”。據(jù)周琪小組成員、上海交通大學(xué)研究員曾凡一介紹，這27只克隆鼠去年10月就已培育成功，但有些出生兩天后就死亡了，還有一些存在身體異常。但她沒有透露具體的死亡數(shù)量和到底是什么異常。

在存活的克隆鼠中，周琪等人讓其中12只進(jìn)行配對(duì)，繁殖出數(shù)百只健康的后代?，F(xiàn)在，第三代小鼠的數(shù)量也已超過100只。

高紹榮的研究小組用基本相同的技術(shù)也成功培育出兩只克隆鼠，但其中一只死亡。目前，他們正設(shè)法對(duì)另一只實(shí)驗(yàn)鼠進(jìn)行配對(duì)，以培育第二代小鼠。“讓這些小鼠進(jìn)行繁殖是進(jìn)一步證明其具有正常的繁殖能力。”

《科學(xué)》雜志網(wǎng)站評(píng)價(jià)說，這是世界上第一次獲得完全由iPS細(xì)胞制備的活體小鼠，它們具有正常的生殖和繁育能力，這有力地證明了iPS細(xì)胞具有真正的全能性。

上海干細(xì)胞研究所副所長(zhǎng)韓偉教授說，用國(guó)際通行的“黃金標(biāo)準(zhǔn)”證明iPS細(xì)胞的全能性，是一項(xiàng)極其復(fù)雜、難度很高的工作?！耙?，用成體細(xì)胞育出活小鼠的成功率很低，而科學(xué)家尚未找到其中的訣竅。今天，中國(guó)科學(xué)家做成了國(guó)外科學(xué)家沒有做成的事，無疑代表著世界一流水平?！?/p>

是彌補(bǔ)而非惡化

中國(guó)科學(xué)家的成功在贏得尊敬的同時(shí)，也招來了一些爭(zhēng)議。一些西方學(xué)者認(rèn)為，這可能會(huì)帶來新的倫理挑戰(zhàn)。

美國(guó)馬薩諸塞州伍斯特細(xì)胞高級(jí)技術(shù)研究所羅伯特?蘭扎博士認(rèn)為，雖然這與傳統(tǒng)的克隆技術(shù)不同，但結(jié)果并沒有兩樣：都是創(chuàng)造出與供體動(dòng)物遺傳特性完全一樣的副本。“我們現(xiàn)在有了用皮膚創(chuàng)造iPS細(xì)胞的技術(shù)，并且它們確實(shí)能夠創(chuàng)造出活的有機(jī)體，這很可怕。”

一些人甚至認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)將讓克隆人變得更加容易。

美國(guó)馬薩諸塞州的一家科技公司的干細(xì)胞科學(xué)家蘭薩說，從生物學(xué)的角度，如果在人類胚胎中注入改造過的人類細(xì)胞，肯定會(huì)創(chuàng)造出克隆人?！澳阒恍枰硞€(gè)人的皮膚細(xì)胞就能造出人類嬰兒。”

曾凡一說，“把iPS細(xì)胞用于人類繁殖是不道德的?？茖W(xué)要遵守道德界限，這很重要。”她還表示，他們的研究“決不是要朝那個(gè)方向邁出第一步”。

更多的人還是對(duì)中國(guó)科學(xué)家這項(xiàng)研究給予了肯定。美國(guó)資深倫理學(xué)家斯密斯說：“每個(gè)人都應(yīng)該為這項(xiàng)巨大的科學(xué)成就鼓掌，這將彌合我們?cè)谌祟惿匾院鸵饬x上的道德分歧，而非惡化?！?/p>

“我們的工作正是為了消除倫理爭(zhēng)端，因?yàn)槲覀兛梢圆辉儆门咛ァ！备呓B榮說。