《自然》：基因重組可制造“類胚胎干細胞”

科學家有望擺脫對卵子和晶胚的依賴，干細胞個體治療獲得希望

由于胚胎干細胞可以發展成任何種類的身體組織，因此一直受到科學家的高度重視。最近，三個獨立的科研小組的研究成果表明，對正常小鼠細胞進行基因重組改造，能夠成功制造出“胚胎干細胞”，幾乎與源于晶胚的胚胎干細胞沒有區別。這一技術有望使科學家擺脫了對卵子和晶胚的依賴，也為未來干細胞用于個體治療帶來了希望。相關論文將分別發表于近期的《自然》以及《細胞 —干細胞》上。
 
早在去年，日本京都大學的Shinya Yamanaka就做了相關的研究。他發現，將一種與胚胎干細胞多能性相關的四基因聯合體導入到小鼠尾部細胞中時，這些細胞能夠具有類似于胚胎干細胞的性質。
 
而分別由Shinya Yamanaka，麻省理工學院的Rudolf Jaenisch以及哈佛大學的Konrad Hochedlinger領導的三項最新研究，就是以上述發現作為基礎。此次，他們使用一種濾過性病毒載體，將四種轉錄子的基因副本，即Oct4， Sox2，c-Myc，和 Klf4導入正常小鼠細胞內。因為重組率只有千分之一，所以研究人員需要剔除無用的細胞。Yamanaka此前的做法是尋找一個特殊基因的活動，這個基因后來證明在那些基因不完全重組的細胞中起著作用。而在最新的研究中，研究人員利用Oct4和Nanog（著名的多能性標記物）這兩種表達載體來進行重組細胞選擇。
 
那些被選出的重組細胞被稱為多能性引誘干細胞（iPS），它們似乎與胚胎干細胞具有著相同的特征。為了驗證這一點，研究人員用熒光染料標記了iPS細胞，并把它們注入了小鼠的早期晶胚中，結果發現，這些晶胚能夠成功發育為正常的小鼠，其中一些甚至整個身體都存在著衍生的iPS細胞。
 
哈佛干細胞研究人員Chad Cowan說，這三份研究令人信服地描繪了重組過程。不過，Yamanaka在研究中揭示了基因改造對這種特殊老鼠的后代的“副作用”——在121只老鼠中，有20%產生了腫瘤。Yamanaka說，這說明了使用逆轉錄病毒的危險性，因為它能引發致癌基因的活性。
 
這一缺憾表明，人類距離應用重組的成熟細胞進行疾病治療還有很長的路要走。但是，Cowan卻很樂觀，他說：“這些研究最令人驚奇之處在于，基因重組的想法現在已經不再是克隆專家的ZL，任何能研究分子生物學和細胞生物學的人都可以利用它。”

圖片說明：這種特殊老鼠的誕生表明，用來制造它的基因重組細胞在功能上與胚胎干細胞毫無二致。
（圖片來源：S. OGDEN）