多莉的遺產

核移植——用於克隆多莉的技術,現在歸傑龍公司所有——可能幫助科學家開發更有效的幹細胞療法

圖片:傑龍公司
核移植是建立克隆體的第一步,它將成年體細胞或分化細胞的細胞核插入到空卵細胞的細胞質中。然後,卵細胞會重新程式設計成年細胞的基因,使其表現得像多功能幹細胞。

自從5月初傑龍公司收購了羅斯林生物醫藥公司以來,人們一直緊張地猜測這次合併可能意味著什麼。傑龍是一家生物科技奇才公司,它上次引起轟動是在1998年11月,當時他們資助的科學家——威斯康星大學的詹姆斯·A·湯姆森和約翰·霍普金斯大學的約翰·D·吉爾哈特——分別獨立分離出了兩種所謂的人類多能幹細胞。這些細胞具有巨大的治療潛力,因為它們可以發育成任何其他型別的細胞。羅斯林生物醫藥公司是為將核移植商業化而成立的公司,羅斯林研究所的研究人員在1997年使用這種方法克隆了多莉羊。

這兩者難道不是第一個人類克隆體的理想父母嗎?上週,世界各地的頭條新聞都表達了這種懷疑:“科學界距離克隆人類胚胎只有幾周之遙”,倫敦的《每日郵報》在6月15日大聲疾呼;“計劃克隆胚胎”,蒙特利爾的《公報》回應道。《每日電訊報》和《波士頓先驅報》當天也出現了類似的故事。


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但情況並非如此簡單。傑龍公司立即否認了這一指控,該公司確實在未公開的地點有科學家在進行實驗,他們將成年細胞的細胞核轉移到已經去除自身細胞核的人類卵細胞中——這是建立多莉式克隆的第一步。但相反,在五到十天後,研究人員會從由此產生的約100個細胞組成的球體中取出多能幹細胞進行分析。

圖片:傑龍公司
多能幹細胞,於去年11月首次在人類中分離出來,可以轉化為任何其他型別的細胞,使其成為製造替代零件的理想原材料。透過重新啟用端粒酶,一種可以重新編織在經歷了多次分裂的較老細胞中磨損的基因末端的酶,科學家可以延長新零件的壽命。

為什麼這項工作並非真正的人類克隆?首先,大多數科學家認為,一個10天大的胚胎還不是生命,因為神經系統尚未發育,這發生在14天左右。不太有爭議的論點是,為了收穫幹細胞而創造人類胚胎並不能真正達到傑龍的目的。雖然這樣收穫的細胞可以培養成例如治療肝炎的肝細胞或治療帕金森氏症的多巴胺生產細胞,但由此產生的移植很可能被患者的免疫系統排斥。

正是在這方面,傑龍購買羅斯林克隆技術的動機變得清晰起來。核移植的關鍵在於,某種程度上,卵細胞細胞質中的因子可以重新啟用成年細胞中的所有基因,使其表現得像幹細胞。所有成年細胞都包含一個生物體的全部基因組,但它們會關閉除那些它們需要發揮頭髮、血液等功能的基因之外的所有基因。

如果傑龍能夠了解卵細胞細胞質中哪些化學物質可以重新程式設計成年細胞的細胞核——這是他們當前實驗的目的——他們就可以避免使用胚胎。在這種情況下,可以使用患者的任何細胞來製作完美的組織匹配——在免疫學中稱為組織相容性——用於治療一系列疾病

使用患者的成年細胞製作替代組織的一個可能的故障是,該組織中的細胞可能過早衰老。換句話說,這些細胞雖然是新的,但它們的生命開始於它們所來源的細胞的年齡。事實上,儘管幹細胞可以無限分裂,但一旦它們分化,它們就會被鎖定在一個有限的壽命中,其壽命由它們經歷的分裂次數來計算。每次分裂時,它們染色體末端的DNA片段——稱為端粒的區域——開始磨損和縮短,使得剩餘的DNA更容易出現錯誤和突變。

圖片:傑龍公司
幹細胞衍生的移植可以在多種組織型別中進行。此外,當它們使用患者成年細胞的基因建立時,它們可以實現完美的組織匹配,科學家將其描述為組織相容性。

5月27日出版的《自然》雜誌上的一份報告證實,克隆羊多莉實際上在染色體上比她在時間上更老。她的端粒比她作為一隻三歲母羊應該有的短。相反,它們的長度與一隻六歲動物的預期長度相同,而這正是克隆多莉的羊的年齡。(除此之外,多莉——剛剛完成了她的第二次成功懷孕,在三月份生下了三胞胎——完全健康。)

尚不清楚縮短的端粒是否會在培養人類組織移植中造成問題,但如果事實證明它們會造成問題,傑龍也有一個答案。1997年8月,科羅拉多大學博爾德分校的諾貝爾獎得主托馬斯·切赫和傑龍公司的同事分離出了人類端粒酶逆轉錄酶(hTRT)的基因——一種可以重新編織鬆散的端粒並延長細胞壽命的酶。五個月後,德克薩斯大學西南醫學中心的傑裡·謝伊和伍德林·賴特也與傑龍的合作者一起發表了其他發現,表明透過將hTRT基因引入細胞,他們可以使這些細胞修復解開的端粒。透過重新激活幹細胞衍生的組織移植中的端粒酶活性,傑龍可以為患者的新零件提供終身保修。

在最終分析中,似乎很明顯,傑龍並沒有走明顯的道路,即將幹細胞和核移植結合起來追求人類克隆。相反,羅斯林的技術只是他們為了在新一代強大的醫療療法遊戲中放手一搏而需要的另一張牌。

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