从皮肤里提取万能细胞：无伦理学争论的重大发现

干细胞的另一个名字叫“万能细胞”，它们通常能够成为受损组织与器官的“个性化”替代品。

身体里有个类似于女娲的“干细胞”。女娲是抟土造人，干细胞的任务就是分化出各种功能细胞。然后这些细胞再进行特定的组合，行成我们身体内的各个组织和器官。故称为让生命延续的干细胞。

我们的皮肤划破了，过两天自己就会愈合，又或不小心摔伤骨折，过段时间骨折的地方也会痊愈，这些都是干细胞的功劳。

在一些科幻电影中，我们经常可以看到主角拥有一些令人羡慕的超能力，如断臂重生。那么，在现实生活中，断臂是否能够重生呢？其实，如果这项课题能够深入研究，那断臂重生将不再是梦，这项课题就是干细胞研究。

一般细胞分化后，往往由于高度分化而完全丧失了再分化的能力，这样的细胞最终将衰老和死亡。然而在一些动物体的发育过程中，体内却始终保留了一部分未分化的细胞，这就是干细胞。

干细胞，起源细胞，是具有增殖和分化潜能的细胞，具有自我更新复制的能力，能够产生高度分化的功能细胞。简单来讲，它是一类具有多向分化潜能和自我复制能力的原始未分化细胞，是形成哺乳类动物的各组织器官的原始细胞。此外，干细胞具有再生各种组织器官潜在功能，所以，其在医学界又被称为“万用细胞”。也正是因为干细胞这一特点，使其成为了21世纪再生医学的基础，更是成为当前科技的前沿和热点。

干细胞的研究是继人类基因组大规模测序之后最具活力、最有影响和最有应用前景的生命学科研究领域之一。1999年末，干细胞研究被美国《科学》杂志评为1999年度世界十大科学之冠；在2000年，干细胞研究再次被《科学》杂志评为该年度世界十大科学成就之一。

组织工程是以干细胞研究为基础发展起来的，以研究干细胞增殖和分化机制的最终目的，即是应用干细胞治疗疾病。理论上来讲，干细胞可用于多种疾病的治疗，如糖尿病、心肌梗死、肝功能衰竭等。也正是干细胞这种潜在的价值，引起了各国学者研究探索的兴趣。

干细胞按照分化潜能大小大致可以分为三类：

一. 全能干细胞

全能干细胞具有形成完整个体的分化潜能，可直接克隆人体，如受精卵、胚胎干细胞等。

二. 多能干细胞

多能干细胞具有分化出多种组织细胞的潜能，但却失去了发育成完整个体的能力，可直接复制各种脏器和修复组织，如骨髓多能造血干细胞，它可分化出至少十二种血细胞。

三. 单能干细胞

单能干细胞，又称为专能干细胞，这类干细胞只能向一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化，如上皮组织基底层干细胞、肌肉中的成肌细胞等。

2012年，我国的科研团队成功利用核移植和干细胞技术建立了小鼠孤雄单倍体胚胎干细胞系，这些单倍体胚胎干细胞不仅具有典型的小鼠胚胎干细胞特征和发育潜能，同时还能够代替精子完成受精并产生健康可育的小鼠。这一成果不仅为获取遗传操作的动物模型提供了一种新的手段；同时也为哺乳动物生殖、遗传与发育调控机理研究提供了新的体系。 孤雄单倍体胚胎干细胞和半半克隆小鼠的建立和获得途径。

随着对干细胞研究的愈加深入，人类寄希望于利用干细胞的分离和体外培养，在体外繁育出组织或器官，并通过组织或器官移植，实现对临床疾病的治疗。而且随着科学技术水平的不断进步，干细胞研究的不断深入，相信断臂重生等科幻能力也将成为可能。

2017年，“十三五”国家重点研发计划干细胞与转化医学重点专项项目启动。该项目是国家科技计划体制改革后新设的重点科技专项中第一批资助项目，由国家发改委等部门发起成立，设立全国第一个先行试验区，建设疾病预警等重大疾病治疗与康体保健领域服务平台。

干细胞及转化研究重点专项是深化中央财政科技计划管理改革后“国家重点研发计划”资助的第一个重点专项，包括干细胞移植治疗免疫相关疾病创新技术及应用项目，将在国际上首次建立以典型、重大、疑难的免疫性疾病为导向的干细胞免疫干预技术策略等四大标准化体系。

新型干细胞：皮肤万能细胞 

美国和日本的两个研究小组于2007年11月20日分别发表论文，宣布成功把普通的人体皮肤细胞转化为了具备胚胎干细胞功能的新型“万能细胞”。与克隆技术相结合，胚胎干细胞便可发展成遗传特征与病人完全吻合的细胞、组织或器官，以前器官移植治疗方法中经常出现的排异反应问题因此而将得到彻底解决。

2014年8月27日，日本理化学研究所宣布未能发现万能细胞，小保方晴子的学术存在造假。

成果培育

美国和日本的两个研究小组11月20日分别发表论文，宣布成功把普通的人体皮肤细胞转化为了具备胚胎干细胞功能的新型“万能细胞”。这——被学界称为生物科学“里程碑”的重大突破，有望帮助科学家绕过克隆技术的伦理、道德纷争，为医学应用打开大门。来自美国威斯康星大学詹姆斯·汤姆森实验室和日本京都大学再生医学研究所的两个独立研究小组20日分别在美国《科学》杂志和《细胞》杂志上发表了关于同一研究成果的报告，并将分别获得ZL。两个研究小组都是从人体中提取了一种名为“纤维原细胞”的皮肤细胞，然后向其中植入4种新基因，从而制造出一种名为IPS的细胞，它具有类似胚胎干细胞的功能，能够最终培育成人体组织或器官。

所不同的是，詹姆斯·汤姆森实验室的“纤维原细胞”来自一名新生儿的阴茎包皮，而由京都大学教授山中伸弥领导的研究小组则是从一名36岁女性的脸部提取的细胞。

不过，美日两个研究小组都表示，目前人工培育出的“万能细胞”还不能用于人类，因为他们在植入“重组基因”的过程中使用了逆转录酶病毒，这种病毒可能导致基因变异，有引发肿瘤等副作用。

万能细胞（STAP细胞）的发现者小保方晴子

研究概况

“万能细胞”跨越伦理障碍

万能细胞

干细胞是未分化的原始细胞，通常分为三类，即全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞。其中，全能干细胞主要就是胚胎干细胞。如果与克隆技术相结合，胚胎干细胞便可发展成遗传特征与病人完全吻合的细胞、组织或器官，以前器官移植治疗方法中经常出现的排异反应问题因此而得到了彻底解决，血细胞、脑细胞、骨骼和内脏等都将可以更换，白血病、帕金森氏症、心脏病等顽疾也有望得到有效治疗与治愈。

一直以来，如果想要获得人类胚胎干细胞，就必须损坏人类胚胎，这一点颇受非议。这次人体皮肤细胞“直接改造”技术跨越伦理障碍。

“基因重新编排技术”

万能细胞的制作方法

美日两国研究小组20日分别发布了各自的干细胞研究新成果。美国威斯康星大学麦迪逊分校詹姆斯·汤姆森实验室的研究将发表在22日出版的《科学》杂志上，而日本京都大学教授山中伸弥领导的研究小组的报告将发表在30日出版的《细胞》杂志上。

两个小组的研究方法和原理大同小异。两个研究小组都利用了相同的技术——“基因重新编排技术”，即向皮肤细胞中植入一组4个基因，通过基因重新编排，使皮肤细胞具备胚胎干细胞的功能。这种被改造过的细胞称作“iPS细胞”。

两个研究小组选择的植入基因组合略有不同，另外他们选用了不同类型的人体皮肤细胞为“底版”。山中伸弥研究小组从一名36岁女性的脸部提取了科学家称为“纤维原细胞”的皮肤细胞。詹姆斯·汤姆森实验室的皮肤细胞则是“成纤维细胞”，来自一名新生儿的阴茎包皮。

基因“鸡尾酒”不同

研究人员然后借助“逆转录酶病毒”为载体，将4种基因注入皮肤细胞。这些特定基因能够“重组”皮肤细胞的基因，从而得到特定类型的人体干细胞。

两个小组利用的基因“鸡尾酒”有所不同。美国研究人员选择OCT4、NANOG、SOX2、LIN28基因组合，日本研究人员选择OCT3/4、SOX2、C－MYC、KLF4这四种基因。

得出的实验结果一样——他们都成功地将普通人体皮肤细胞改造成了干细胞。从理论上说，这种干细胞的功能类似通过胚胎克隆技术取得的胚胎干细胞，能够最终培育成人体组织或器官。由于这种干细胞能通过基因组合控制，因此有“万能细胞”、“变色龙细胞”之称。

走上“正道”，“同时撞线”

美联社科技记者马尔科姆·利特戏称这是“同时撞线”。今年6月，美日三个研究小组曾宣布成功地将老鼠皮肤细胞改造成类似胚胎干细胞的细胞。此后，双方开始在人体皮肤细胞改造上展开“较量”。

科学家认为，将人体皮肤细胞改造成几乎与胚胎干细胞具有同样功能的干细胞，意味着有关技术进一步成熟。

相比之下，胚胎干细胞研究不仅难度极大，而且面临着太多伦理、法律等方面的争议。美国总统布什已经两度否决了放宽联邦政府资助胚胎干细胞研究的法案，认为美国纳税人的钱不能用于“故意摧毁人类胚胎”。因此白宫20日对美日科学家的这一新成果表示欢迎，认为这才是干细胞研究的“正道”。

高度评价

相当于莱特兄弟的首架飞机

学界对这一研究给予高度评价。因为这种被称为“直接改造”的技术不仅能避免人体胚胎克隆技术引发的伦理争议，其高效、便利也为进一步医学应用打开了大门。

世界首只克隆羊多利的“助产士”、英国科学家伊恩·威尔默特在一份声明中说：“我们现在可以设想这么一个时代：能够以一种简单方式制造干细胞，任何人身上的组织标本均能培育出任何组织器官。”

威尔默特数天前宣布，决定放弃“创造”多利羊的胚胎细胞克隆技术，转向日本科学家提出的体细胞“直接改造”技术。

在提及技术推广前景时，汤姆森说：“人们不知道这有多容易。美国数以千计的实验室基本明天就能做到。”

致力于人体胚胎克隆技术研究的美国细胞高级技术研究所首席科学家罗伯特·兰扎也不惜溢美之辞：“这项研究是一个了不起的科学里程碑。从生物学意义上讲，相当于莱特兄弟制造的首架飞机。”

潜在风险

这项技术尚不能完全取代胚胎细胞克隆技术，因为它现阶段的实验方式存在潜在副作用。两个研究小组均表示，对于这些仿制的“胚胎干细胞”，还需要深入研究，以比较它们和真正的胚胎干细胞在临床应用等方面是否有显著差异。他们认为，现在就停止人类胚胎干细胞研究还为时过早，而且“iPS细胞”离实际应用还有很长的路。

美日研究小组利用逆转录酶病毒“改造”皮肤细胞，这种病毒可能使基因产生变异，引发肿瘤等副作用。因此，在评估和克服这一潜在风险前，“万能细胞”还不能用于器官移植等临床应用。

另一种风险与伦理有关，尽管不像人体胚胎细胞克隆技术那样容易引发争议。山中伸弥说，应用这项技术，或许能通过皮肤细胞制造精子和卵子，这能帮助那些有生育问题的患者，“但为避免滥用，有必要在制造和利用人体万能细胞方面作出适当规范”。

国际反应

干细胞问题不再把美国人“一分为二”

布什政府此前一直坚决反对以治疗性克隆为手段的胚胎干细胞研究，而这也被民主党攻击为“阻碍科学进步”。美国有线电视新闻网在报道中称“这项成果是平息争论的开始”，并认为干细胞问题有可能不再成为把国人“一分为二”的重大问题。

研究发现

中国女博士领导美国小组研究

俞君英

据悉，美国汤姆森实验室有多位中国科学家，记者连线了领导“万能细胞”研究的中国女科学家俞君英博士。

俞君英说，这次的突破其实是一个新的开始，打开了人类更广范围利用细胞进行研究的新局面。

俞君英出生在浙江诸暨，毕业于北京大学，1997年赴美国宾夕法尼亚大学留学，2003年加入汤姆森研究室，开始皮肤细胞“改造”成胚胎干细胞的研究工作。

据介绍，汤姆森实验室始建于1998年，由美国国家健康部门和地方基金会资助，现有约17位研究人员，该实验室由曾经成功分离干细胞的美籍科学家汤姆森主持。

据《新闻晚报》报道美日研究人员20日分别发表论文，宣布成功把人体皮肤细胞改造成类似胚胎干细胞的“万能细胞”，学界评价这一突破为生物科学的“里程碑”。领导美国科研小组制造“万能细胞”的是一个中国人———浙江籍的女科学家俞君英。21日晚，俞君英在接受记者专访时说，这项技术为干细胞研究找到了新的开始，可能会拿诺贝尔奖。这一成果的问世，由克隆胚胎干细胞研究引发的伦理争论，有望　就此逐渐平息。　找到研究突破口　俞君英从2005年起开始将人体皮肤细胞改造为干细胞的研究，她说，做这项研究主要出于三个方面的考虑。首先，干细胞研究一直存在争议。因为用之前的技术手段提取干细胞就要破坏胚胎，而人体胚胎克隆技术也引发伦理争议。而如果能让人体皮肤细胞退回到原始的干细胞，就能避免这种争论。其次，从病人身体上提取的细胞如果能改造为干细胞，其功能类似通过胚胎克隆技术取得的胚胎干细胞，能够最终培育成人体组织或器官，这就可以成为为病人进行器官移植手术的供体。第三，这种干细胞可以成为药物检测的最佳试验品。每个病人的遗传背景不一样，从病人自身提取的细胞经过改造，成为干细胞后，就能准确测出药物对病人的影响。有了最初的设想，还要有适当的技术手段。俞君英说，用改造皮肤细胞的方法制造干细胞是她在做之前的项目时想到的，“我想，干细胞研究方面如果要有突破，那就要从改造其他细胞的角度入手。”　小事故拖累“时间竞赛”　俞君英没有想到的是，在她开始制造“万能细胞”的同时，有一群日本科学家也开始着手相同的研究。20日，当俞君英所在的美国威斯康星大学麦迪逊分校詹姆斯·汤姆森实验室将研究发表在《科学》杂志的同时，日本京都大学教授山中伸弥领导的研究小组也把一份类似的报告发表在《细胞》杂志。两个小组的研究方法和原理大同小异。山中伸弥研究小组从一名36岁女性的脸部提取了科学家称为纤维原细胞的皮肤细胞。詹姆斯·汤姆森实验室的皮肤细胞来自一名新生儿的阴茎包皮。

日本理化学研究所宣布未能发现万能细胞

中国日报网8月27日电（信莲） 据日本媒体报道，当地时间8月27日，日本理化学研究所举行记者会，宣布万能细胞“STAP细胞”的确认性研究的初步结果显示，未能发现这一细胞存在的迹象。 [1] 

负责这项确认性实验的再生科学综合研究中心的负责人丹羽仁史在记者会上说，由小保方晴子担纲的“STAP细胞”确认性研究工作，经过了将近两个月，在针对小白鼠的实验中，未能形成“STAP细胞”。 [1] 

这份报告虽然被称为中间报告，但是事实上已经否定了小保方晴子所坚持的曾经发现过STAP万能细胞的主张。 [1] 

2014年12月26日，日本“学术女神”小保方晴子论文造假案又添铁证：理化学研究所的调查委员会就STAP论文疑点发布调查报告称，所谓“STAP细胞”可能是混入已证实具有万能性的胚胎干细胞(ES细胞)制作而成，“能基本确定不存在STAP细胞”。

由于包括小保方晴子在内的相关人员均矢口否认曾混入ES细胞，报告称混入的经过“依然成谜”，未能彻底查清个中缘由。此前因小保方本人未能重现STAP细胞使该细胞的存在事实上已被否定，调查委员会的报告证实了STAP细胞从一开始就不存在的看法。

调查委员长国立遗传学研究所所长桂勲在东京的记者会上表示“STAP论文基本上已被全盘否定”，委员会“不排除有人故意混入ES细胞的可能性”，因为细胞在制作时曾在实验室放置了7天，无法断定是否有人故意或因疏忽大意将ES细胞混入其中。

小保方研究室剩余的细胞基因序列的变异与ES细胞的一致性超过99%。委员会据此认定，作为具有万能性的证据能发出绿光的实验鼠很可能是用ES细胞制作，所谓用STAP细胞制作的STAP干细胞正是来自于ES细胞。

此外报告还新认定了小保方论文中的两处图表造假。小保方在接受调查时承认其中一处图表在制作时缺乏了必要的实验步骤，而另一处图表因论文共同作者称不能使用原来的数据，由她进行了篡改。 [2]