《自然》：基因重组可制造“类胚胎干细胞”

科学家有望摆脱对卵子和晶胚的依赖，干细胞个体治疗获得希望

由于胚胎干细胞可以发展成任何种类的身体组织，因此一直受到科学家的高度重视。最近，三个独立的科研小组的研究成果表明，对正常小鼠细胞进行基因重组改造，能够成功制造出“胚胎干细胞”，几乎与源于晶胚的胚胎干细胞没有区别。这一技术有望使科学家摆脱了对卵子和晶胚的依赖，也为未来干细胞用于个体治疗带来了希望。相关论文将分别发表于近期的《自然》以及《细胞 —干细胞》上。
 
早在去年，日本京都大学的Shinya Yamanaka就做了相关的研究。他发现，将一种与胚胎干细胞多能性相关的四基因联合体导入到小鼠尾部细胞中时，这些细胞能够具有类似于胚胎干细胞的性质。
 
而分别由Shinya Yamanaka，麻省理工学院的Rudolf Jaenisch以及哈佛大学的Konrad Hochedlinger领导的三项最新研究，就是以上述发现作为基础。此次，他们使用一种滤过性病毒载体，将四种转录子的基因副本，即Oct4， Sox2，c-Myc，和 Klf4导入正常小鼠细胞内。因为重组率只有千分之一，所以研究人员需要剔除无用的细胞。Yamanaka此前的做法是寻找一个特殊基因的活动，这个基因后来证明在那些基因不完全重组的细胞中起着作用。而在最新的研究中，研究人员利用Oct4和Nanog（著名的多能性标记物）这两种表达载体来进行重组细胞选择。
 
那些被选出的重组细胞被称为多能性引诱干细胞（iPS），它们似乎与胚胎干细胞具有着相同的特征。为了验证这一点，研究人员用荧光染料标记了iPS细胞，并把它们注入了小鼠的早期晶胚中，结果发现，这些晶胚能够成功发育为正常的小鼠，其中一些甚至整个身体都存在着衍生的iPS细胞。
 
哈佛干细胞研究人员Chad Cowan说，这三份研究令人信服地描绘了重组过程。不过，Yamanaka在研究中揭示了基因改造对这种特殊老鼠的后代的“副作用”——在121只老鼠中，有20%产生了肿瘤。Yamanaka说，这说明了使用逆转录病毒的危险性，因为它能引发致癌基因的活性。
 
这一缺憾表明，人类距离应用重组的成熟细胞进行疾病治疗还有很长的路要走。但是，Cowan却很乐观，他说：“这些研究最令人惊奇之处在于，基因重组的想法现在已经不再是克隆专家的ZL，任何能研究分子生物学和细胞生物学的人都可以利用它。”

图片说明：这种特殊老鼠的诞生表明，用来制造它的基因重组细胞在功能上与胚胎干细胞毫无二致。
（图片来源：S. OGDEN）