克隆人類胚胎幹細胞

兩個獨立團隊製造的細胞系可能會提高患者特異性療法的前景

兩個研究小組獨立地從克隆自成人細胞的胚胎中生產出了人類胚胎幹細胞系。他們的成功可能會重振利用此類細胞為退行性疾病製造患者特異性替代組織的努力,例如,在 1 型糖尿病患者中替代胰腺細胞。但在這些細胞可以作為療法進行測試之前,還需要進行進一步的研究。

去年 5 月,由俄勒岡健康與科學大學(位於比弗頓)的生殖生物學專家 Shoukhrat Mitalipov 領導的團隊報告了首批來自克隆人類胚胎的幹細胞系(參見“透過克隆創造人類幹細胞”)。這些細胞攜帶了取自胎兒細胞或 八個月大嬰兒細胞的基因組,並且尚不清楚這是否可以使用來自年齡較大個體的細胞來實現。(Mitalipov 的論文中發現了錯誤,但未被認為會影響其結果的有效性。)

現在,兩個團隊都獨立宣佈成功。4 月 17 日,首爾 CHA 大學的 Young Gie Chung 和 Dong Ryul Lee 領導的研究人員在《細胞幹細胞》雜誌上報告稱,他們已經克隆了使用來自兩名健康男性(年齡分別為 35 歲和 75 歲)的細胞核製成的胚胎幹細胞 (ES 細胞) 系。在今天發表在《自然》網站上的一篇論文中,紐約幹細胞基金會研究所的再生醫學專家 Dieter Egli 領導的團隊描述了從克隆胚胎中提取的 ES 細胞,該胚胎包含來自一名 32 歲 1 型糖尿病女性的 DNA。研究人員還成功地將這些 ES 細胞分化為產生胰島素的細胞。


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核移植
為了生產克隆胚胎,所有三個小組都使用了稱為體細胞核移植 (SCNT) 的實驗室技術的最佳化版本,其中將患者細胞的細胞核放入已剝離自身細胞核的未受精人類卵子中。這會將細胞重新程式設計為胚胎狀態。SCNT 是用於創造第一隻克隆自成年細胞的哺乳動物多莉羊的技術,於 1996 年。

研究表明,該技術適用於成人細胞和多個實驗室,標誌著一個重要的進步。“這在幾個方面都很重要,”倫敦 MRC 國家醫學研究所的幹細胞生物學家 Robin Lovell-Badge 說。

目前,與測試衍生自誘導多能幹細胞 (iPS) 細胞的療法相比,測試衍生自 ES 細胞的潛在細胞療法的研究更有可能獲得監管部門的批准,iPS 細胞是透過向成人細胞新增基因以將其重新程式設計為類似胚胎的狀態而製成的。與 iPS 細胞相比,ES 細胞的變異性較小,Lovell-Badge 說。使用非克隆 ES 細胞治療脊髓損傷和眼部疾病的療法已經在人體試驗中進行了測試。但是,雖然已經使用生育治療後剩餘的胚胎製造了許多 ES 細胞系,但由克隆成人細胞製成的幹細胞在移植時基因上與患者匹配,因此被排斥的風險較低。

在倫理上令人擔憂
Lovell-Badge 說,克隆胚胎也可能在其他方面有用,特別是用於改進重新程式設計成人細胞的技術,以及研究早期胚胎特有的細胞型別,例如那些繼續形成胎盤的細胞型別。

然而,很少有人期望會有大量研究人員從克隆人類胚胎中製造幹細胞。該技術昂貴、技術難度高且在倫理上令人擔憂。它創造胚胎僅用於收穫其細胞。獲得人類卵子還需要監管部門的批准才能對健康的年輕女性進行侵入性手術,她們會因其時間和不適而獲得報酬。

Egli 回憶說,大約十年前,從克隆胚胎製造人類 ES 細胞是研究中最熱門的領域之一。隨著製造 iPS 細胞的便捷技術變得成熟,大多數幹細胞生物學家轉移了重點,但 Egli 沒有。“我認為只嘗試一種方法是不對的,因為找到這些疾病的治療方法非常重要,”他說。

他認為 iPS 細胞系非常適合藥物篩選和基礎研究問題,但 iPS 細胞或 ES 細胞哪種最適合作為療法仍不清楚。“如果你有選擇,你會選擇核移植而不是 iPS,”他說。這是因為 iPS 細胞通常不會完全重新程式設計,或者可能在重新程式設計過程中發生扭曲,這可能會使它們不太穩定。

即使克隆 ES 細胞確實被證明更適合治療,為每位患者建立不同的 ES 細胞系也可能不是必要的,馬薩諸塞州馬爾堡高階細胞技術公司的首席科學官 Robert Lanza 說,他也是《細胞幹細胞》論文的合著者。相反,他想象,科學家會建立細胞系庫,可以為需要替代組織的患者提供服務。

流氓科學家
但這種可能性可能還需要很多年才能實現。首先,研究人員計劃比較來自同一人的 iPS 細胞和 ES 細胞,以檢視哪種細胞可能最適合藥物篩選或製造替代組織。這些研究正在順利進行中,但在美國,由於聯邦資金不能用於研究克隆 ES 細胞,因此工作受到阻礙,Mitalipov 指出。

Egli 希望最近的工作可能會吸引其他專家重新研究克隆 ES 細胞,甚至可能放寬當前的資金限制,但他警告說,進展可能會很緩慢。“該領域需要一些時間來恢復失去的東西。”

公眾仍然擔心該技術可能被用於克隆人類嬰兒——這被廣泛譴責為不道德的行為——並且在許多國家/地區都是非法的。但 Mitalipov 認為,試圖這樣做的流氓科學家不太可能因技術原因而成功。

“我們從未在猴子身上獲得任何後代,我們付出了很大的努力,”他說。多年來,他的團隊將數百個克隆猴胚胎從實驗室培養皿移植到健康的猴子體內;只有一個胚胎成功植入,並且它在兩個月後停止發育

本文經《自然》雜誌許可轉載。這篇文章於 2014 年 4 月 28 日首次發表

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