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词条 万能细胞
释义

§ 概述

万能细胞

万能细胞,美国和日本的研究小组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”,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,这一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。[1]

§ 基因重排

1、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,研究小组选择的植入基因组合略有不同,另外它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。

2、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。

3、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。

§ 各方观点

万能细胞

1、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。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。

2、万能细胞跨越伦理障碍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。

§ 潜在风险

1、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。

2、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。

3、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。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。

4、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。

§ 特点优势

万能细胞

1、万能细胞与普通细胞相比具有两大优势:其一可以在体外无限繁殖,这对于有限的细胞资源来说非常有吸引力。其二可以转化成任何需要的体细胞。我们平时遇到的很多疾病,例如脊椎损伤、老年痴呆症、帕金森氏症、神经性损伤病、糖尿病、心脏病、不孕症等,可能会由于组织细胞已经死亡而无法治愈,但是当我们可以通过万能细胞转化为需要的组织细胞、替代死亡的细胞时,这些疾病就有希望得以治疗,所以万能细胞的临床意义极大。目前研究的新型万能细胞可以从病人的血液、皮肤、头发细胞中提取,解决了之前胚胎干细胞的两大问题:一是新型万能细胞来自病人自身,所以不存在免疫排斥问题;二是新型万能细胞不会破坏胚胎,因此不存在来源的伦理问题。

2、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、便利也为进一步的医学应用打开了大门。新型万能细胞一经实际应用后,可以用于再生医疗,如制作神经细胞移植给脊髓损伤的患者,还可以用于开发新药,如制造疾病细胞以测试新药疗效等。有关专家认为京都大学已在日、美、欧获得专利,表明其已经取得研究主导权。然而有关人员必须进一步开发技术,才能在未来新型万能细胞技术实用化中占据优势。日本这项专利的成功之处,在于使精子细胞在体内存活并孕育了新的生命,因为细胞在体外和体内的存活是完全不一样的。但是还有一些国家也在采用不同的技术方式进行类似研究,日本的专利并不会垄断该领域的研究。

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更新时间:2025/3/26 9:48:24