【交流】干细胞重大进展！！

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日本和美国科学家进行的两项独立研究，首次利用人体测表皮细胞制造出了类胚胎干细胞。这一技术有望用于特定疾病的干细胞研究和治疗，并且避开了利用晶胚或卵母细胞获得胚胎干细胞的伦理争议。相关论文分别在线发表于《细胞》和《科学》杂志。

近些年来，从事干细胞研究的科学家已经试图将一些正常的体细胞直接转化为诱导多能性干细胞（induced pluripotent cells，简称iPCs），它们具有类似胚胎干细胞（ES）的功能。2006年3月，日本京都大学的Shinya Yamanaka领导的研究小组在小鼠尾部细胞中插入一个四基因联合体，成功得到了类胚胎干细胞。2007年6月，Yamanaka和麻省理工学院Rudolf Jaenisch以及哈佛大学Konrad Hochedlinger领导的三项研究，改进了导入4种基因的载体以及iPCs的选择标记，并且证实了利用小鼠表皮细胞制得的iPCs确实是多能性的，具有分化成各种组织的潜力。

图片说明：两个科学家小组分别利用人类表皮细胞制得了类胚胎干细胞。
（图片来源：Junying Yu）
在最新的研究中，Yamanaka小组和美国威斯康辛大学James Thomson领导的小组首次独立实现了利用人类细胞制造iPCs的壮举，也就是说，这项科研竞赛以平局收场。

Yamanaka小组利用的依然是此前的4种基因副本——Oct3/4，Sox2，c-Myc和 Klf4，导入方式也与此前的小鼠实验类似，只不过实现基因重组的细胞分别来自一位36岁妇女的表皮和一位69岁男性的结缔组织。研究人员表示，利用该技术，大约每5000个细胞就能制造一个iPC细胞系，这一高效率保证他们在每项实验中都能得到数个细胞系。相关论文在线发表于《细胞》上。

而Thomson小组则可谓从头开始，他们独自确定了14种新的候选重组基因。通过系统的排除过程，他们最终也使用了4个基因——OCT3，SOX2，NANOG和LIN28，其中前两个和Yamanaka小组是相同的。Thomson和同事利用的是胎儿皮肤细胞以及一个新生儿的包皮细胞。与Yamanaka小组相比，这项研究需要1万个细胞才能分离出一个iPC细胞系，但对实验而言已经足够了。相关论文在线发表于《科学》上。

美国遗传学与社会中心（Center for Genetics and Society）的政策分析家Jesse Reynolds表示，“这一发现在科学和与干细胞研究相关的政治问题上，都无异于一次地震。”

尽管新的发现带来了巨大的希望，不过这两种技术都存在一些弊端。比如，用于携带4种基因的滤过性逆转录病毒载体会导致由iPC细胞发育成的组织中出现肿瘤。因此，研究人员和其他科学家普遍认为，下一步研究要通过开启基因的方式来实现重组，而不是插入新的副本。美国哈佛大学的Douglas Melton表示，“在细胞中加入小分子实现相同的基因网络指日可待。”

美国密歇根州立大学从事干细胞研究的Jose Cibelli表示，到那时，“整个领域都会发生彻底的改变，而担心干细胞伦理问题的人则必须找到新的活干。”（科学网 任霄鹏/编译）

（《细胞》（Cell），DOI:10.1016/j.cell.2007.11.019，Kazutoshi Takahashi, Shinya Yamanaka）

（《科学》（Science），DOI: 10.1126/science.1151526，Junying Yu, James A. Thomson）

新闻追踪：

四个基因决定：成熟细胞逆转为干细胞 2006-7-7

干细胞生物学中最大的一个问题就是克隆过程如何能让成熟细胞恢复年幼，使它们回到胚胎细胞状态。理想状态就是找到一种方法将成年细胞之间转化成胚胎干细胞，并且无需先创造出一个胚胎。在近期举行的国际干细胞研究协会的会议上，来自东京大学的Shinya Yamanaka报告说，只需要促进四个基因的活性就能将小鼠皮肤细胞变成与胚胎干细胞状态非常相似的细胞。

Yamanaka和同事想知道使胚胎干细胞拥有它们的独特性质的因子是否还能重新编排成年细胞，使其行为像胚胎干细胞。他们确定出在小鼠胚胎干细胞中表达的24个基因并利用病毒载体将这些基因的额外拷贝引入从小鼠尾巴顶部获得的皮肤细胞中。当他们将24个基因的额外拷贝都插入细胞后发现，吸收了这些基因的小部分细胞确实表现出了胚胎干细胞的特征。但是只引入一个基因不能引发这种转变。

通过排除法，研究组将候选基因删减到了4个：当将它们同时引入小鼠尾巴细胞中时，能够产生出类似胚胎干细胞的克隆。这四个基因中的三个基因是之前已经认识的，它们是Oct4、Sox2和从c-Myc。这些基因都是早期胚胎和胚胎干细胞中的关键基因。Yamanaka目前还未给第四个基因命名，但他透露说这个基因是一种目前尚未知晓的在胚胎干细胞中起关键作用的转录因子。

引入这四个基因的细胞似乎具备了从胚胎衍生的胚胎干细胞的所有关键特征。它们在培养皿中形成了几种类型的组织并在给免疫缺陷小鼠注射后形成了肿瘤。

Yamanaka表示，研究组尚未尝试将该技术用于人类细胞。因为人类和小鼠胚胎发育的差异，有可能利用另外一套基因来编排人类细胞。如果在不久的将来人们也能够通过改变个别几个基因就将人类的成熟细胞逆转为胚胎干细胞而无需创造出胚胎，那么干细胞在人类疾病治疗上的应用将会具有更广泛的应用前景。而且，这种技术比之前黄禹锡欺骗公众的干细胞克隆技术更加先进，更规避了可能的伦理谴责。