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重新編程以恢復活力

最近,英國原則上批準了壹種人獸混合胚胎實驗。其實類似的研究國內早就有了,也有論文發表。然而,由著名科學家盛領導的工作已基本中斷,整個建築顯得空蕩蕩的。

9月5日,英國“人工受精與胚胎學權威機構”(HFEA)原則上批準了壹種人獸混合胚胎的實驗,這其實是對英國紐卡斯特大學、國王學院等研究機構壹兩年前提出的研究申請的回應。

政府將逐壹審查科學家的研究申請。這意味著英國科學家終於可以正式開展這種混合胚胎研究了。

它是壹種研究,因為異種混合胚胎的實驗實際上有三個層次:

第壹種是將壹種動物的精子與另壹種動物的卵子結合,形成受精卵。這種研究是最倫理的,有很多技術障礙。

第二種叫做“嵌合體”,即將壹種動物的胚胎幹細胞註射到另壹種正在發育的動物胚胎中,使其發育成兩種動物混合細胞的胚胎。其最終目的是為人體器官的修復提供零配件。英國方面沒有給這種實驗開“綠燈”。

此次批準的第三類實驗,具體是利用體細胞核移植技術,將壹種動物的細胞核註入牛、兔、羊的去核卵母細胞中,培養早期胚胎(囊胚),從中提取胚胎幹細胞。

第壹個發表論文的機構

“我們壹直在做異種混合胚胎的實驗,是世界上第壹個正式發表論文的研究機構。”陳金雪自豪地說。

陳是上海交通大學醫學院附屬新華醫院發育生物學研究中心的主任。他所說的“我們”是指該研究所由盛領導的研究團隊。當時,陳是她的副手。這個研究所占據了新華醫院旁邊壹個不起眼的巷子裏的壹棟白色五層小樓。“英國人其實是想重復我們的工作。”陳對說:

65438-0999年,盛離開美國國立衛生研究院(NIH)實驗室回國,擔任當時的上海第二醫科大學發育生物學研究中心主任,後承擔973“幹細胞基礎研究與臨床應用項目”。2002年,《自然》雜誌以“幹細胞研究在東部興起”為題介紹了盛等中國科學家的工作。現在這篇文章還貼在發育生物學研究中心的壹樓,但是盛已經離開了這個研究團隊,去了美國繼續他的研究工作。

2003年,盛成為吸引國內外媒體和科學界關註的科學家。當年8月,她領導的研究團隊利用克隆技術從手術廢棄的皮膚組織中提取細胞,並將這些細胞融合到新西蘭兔的去核卵母細胞中,成功獲得數百個融合胚胎,其中100多個發育到囊胚期,並提取出胚胎幹細胞。這篇論文發表在國內最有影響力的國際學術期刊《細胞研究》上。《自然》、《華爾街日報》和《華盛頓郵報》都在當天和第二天發表了評論,因為這是世界上第壹個人-動物胚胎融合成功的報道。

陳說:“去年,英國為研究人類和動物胚胎舉行了壹次聽證會,邀請了三位國際專家。盛老師就是其中之壹,這也說明了她在這個領域的學術地位。”

萬不得已

人和動物細胞的融合,其實是科學家的不得已而為之。

人的體細胞,比如皮膚細胞,是特化細胞,早就失去了發育成胚胎的能力。然而,幹細胞研究發現,如果將卵母細胞的細胞核去除,換成體細胞核,就有可能使體細胞再生。

卵母細胞就像神奇的魔術師。它們含有細胞質物質,這些物質喚醒了體細胞核中隱藏的能力,使它們能夠發育成胚泡。通過這種方式,科學家可以從中提取胚胎幹細胞——這些幹細胞具有發育成各種細胞的可能性,並將其植入壹些患者受傷的脊髓、角膜和大腦區域,這些細胞可能會起到修復者的作用,有助於治療壹些曾經被認為沒有希望的疾病。這被稱為“治療性克隆”此外,如果使用病人自己的體細胞,就可以消除免疫排斥的問題。

可惜這項技術並不成熟,成功率很低,需要大量的卵母細胞。然而,直接從女性身上獲取卵母細胞是違法的。陳說,“我們只能和開展試管嬰兒項目的機構合作,在征得同意的情況下,獲得壹些多余的廢棄卵子。”在別無選擇的情況下,科學家只好退而求其次,向動物索要卵母細胞。幸運的是,動物卵母細胞也可以“刺激”人類體細胞。

但是,這種技術如果應用到人身上,就必須經過倫理學的檢驗。雖然DNA主要在細胞核中,但細胞質中也有少量的遺傳物質,即線粒體。負責編碼13基因,主要功能是為生命活動提供能量。雖然這些13線粒體基因與細胞核中成千上萬的人類基因相比只是少量的“雜質”,但人們擔心,如果有人將這些混合胚胎發展成個體,這些家夥會給倫理學帶來很大的問題。

然而,在科學家看來,這種擔心只是杞人憂天。發現大多數情況下,細胞內的動物線粒體會隨著胚胎的發育而逐漸丟失。而且線粒體只是供能單位,不編碼任何與“人”的特征相關的蛋白質。但最關鍵的壹點是,胚胎幹細胞研究有壹條倫理底線,即絕不允許將人和動物的胚胎植入子宮,必須在胚胎發育到14天之前銷毀。“這些胚胎最多14天就會終止,而且不允許再移植到人或者動物的子宮裏,所以不可能繁殖。明確這些界限,可能會消除壹半以上的擔憂。”國家人類基因組南方研究中心倫理部主任沈明賢表示,“我國對該領域的基礎研究沒有限制”,當年對盛論文進行倫理審查的正是沈明賢所在的部門,他們的結論是“應該支持,但不能應用於臨床”。

為什麽不能用於臨床?沈明賢解釋說,因為仍然存在風險,所以科學家不知道動物線粒體是否會與人類線粒體或其他成分相互作用。更大的風險是病毒。"有些病毒對人有害,但對動物無害."因此,這壹領域的研究必須是“謹慎的、科學的和倫理的”。

“我們的積累斷了。”

然而,在973項目完成後,盛不再被交大醫學院重新聘用。她離開了團隊,主要在美國從事研究工作。關於盛的離開,“原因很復雜。”陳對說:

“還是有技術問題。”陳承認。2003年的文章幾乎發表在《美國國家科學院院刊》上,甚至被制成樣本印刷。但是美國有專家不同意,因為“胚泡可以分離出胚胎幹細胞”的實驗論證存在爭議,所以只好發表在國內的《細胞研究》上。後來“陸續做了壹些這方面的工作,側重於研究機理,但是實驗的重復性不好,成功率不高。”陳對說:

人類和動物胚胎的研究非常困難。除了盛的工作,世界上沒有正式發表的論文。陳認為,研究團隊做得很好,在幹細胞領域發表了很多文章,在國內外處於領先地位,但“國家和上海市不準備再支持了”。

沈明賢認為,因為壹些倫理上的爭議,人獸胚胎的研究不容易正式發表,“國際上有支持也有反對”,這是盛離職的“部分原因”。但肯定還有其他因素。“原因有很多。”作為當年為盛工作做倫理驗證的專家,沈明賢對盛是熟悉的,但“作為壹個局外人,很多問題我不能說。”“盛老師失望了。”李馮認為。李馮是盛自己招的博士後。盛走後,壹直在這個研究所工作。認為“盛老師對周圍的環境不滿意。如果她選擇留下,她壹定能拿到項目經費”。

但是盛還是選擇了離開。由於盛的離開,研究所現在幾乎沒有得到資助。“和中科院的合作停止了,壹些儀器被收回了。剩下的我們借到了年底,現在主要靠我申請的項目經費。”陳對說,“但這很難。”

這棟五層樓的樓裏以前有四五十個學生,現在只剩下十幾個學生,樓裏顯得空蕩蕩的。陳解釋說:“因為大多數實驗都是在晚上進行的。我們現在主要做克隆豬的實驗,從屠宰場取新鮮的卵母細胞,屠宰場晚上殺豬。”克隆豬是他目前的研究課題,這是陳與農業委員會的合作項目。

現在還在做盛留下的延續工程。正在和中科院動物所陳大元課題組合作做“人牛胚胎”的基因分析。動物研究所將人類體細胞與牛卵母細胞融合,並將其發育成胚胎。"我們有胚泡,所以讓我們做分析."李馮說:“盛老師就是這個意思。她想在多個物種中證明她的結果,因為不同的動物有不同的卵母細胞重編程能力。有可能牛更容易成功。”但現在他們只能實現囊胚,“他們無法繼續從囊胚中分離胚胎幹細胞”,因為“問題已經過去,沒有資金支持”。

陳說:“很多學生畢業後出國,國內很難留住優秀的學生。完成博士後項目後,李馮還將出國。但是科研是需要積累的,不能破。如果我們不做大量的工作,我們就會失去機會。”“盛老師走了以後,我們這裏的積累就斷了。”陳有點難過。

研究應該有連續性。

除了盛正式發表論文之外,世界上還有許多做人和動物克隆實驗的嘗試。65438-0998年,美國壹家私人“高級細胞公司”將人頰核註射到去核的牛卵母細胞和克隆的胚胎幹細胞中。陳說,“所有國家現在都在做”,因為這壹領域的前景非常好。如果治療性克隆技術能夠被突破,治療帕金森病和阿爾茨海默病等重大疾病的方法就可能被突破。

關於人獸“嵌合體”的研究也很多。今年3月,美國內華達大學的伊斯梅爾·贊加尼教授用15%的人類細胞培育出了綿羊。這項工作是將人類胚胎幹細胞註射到胎羊體內,使羊胚胎在發育過程中與人類胚胎幹細胞壹起生長,最後成年羊與人類細胞混合。這壹“人羊嵌合體”的報道在國內外引起巨大反響。

其實國內也有類似的研究。上海交通大學醫學院的黃樹楨和曾凡壹培育了世界首例“人-山羊嵌合體”。相關論文發表在去年5月的《美國國家科學院院刊》上,證明了人類幹細胞可以在山羊體內存活。這類研究的意義在於,人類有可能從動物身上獲取帶有部分人體細胞的肝臟、腎臟、心臟等器官,用於人體器官移植。

今年6月6日,來自美國和日本的三個研究小組分別對正常小鼠細胞進行基因改造,成功制造出“胚胎幹細胞”。相關研究成果發表在《細胞幹細胞》和《自然》雜誌網站上。這項研究直接將體細胞轉化為胚胎幹細胞。如果能夠在人體上成功測試,將避免長期以來圍繞人類胚胎使用的倫理爭論,被認為是幹細胞研究領域的重大突破。

陳說,“如果這項工作成功,治療性克隆就沒有必要了”,但他認為,“研究是持續的,只有不斷嘗試才能有重大突破。”

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