干细胞的获取似乎已经进入一个多元时代,因为用简单的化学和物理方法也可以获得多功能细胞或多能性干细胞。
最初研究人员认为,能够多能分化的干细胞非胚胎干细胞莫属。由于人类胚胎涉及复杂的伦理和法律规定,从胚胎提取干细胞受到了限制,既无法任意使用胚胎干细胞进行研究,更不可能把胚胎干细胞应用于临床治疗。
为了避开伦理限制,干细胞研究转移了方向。2006年日本的山中伸弥团队利用逆转录病毒载体向小鼠的成体细胞(小鼠胚胎成纤维细胞和成体尾巴成纤维细胞)转入四个基因,让这些细胞重新编程,产生了类似小鼠胚胎干细胞的特征,这就是诱导多能干细胞(iPSC)。从理论上讲,诱导多能干细胞不仅可以定向生成某种组织和器官,也可能发育为胚胎,重新孕育生命。
为此,英国的约翰·戈登(John B. Gurdon)和日本的山中伸弥获得2012年的诺贝尔生理学或医学奖,获奖的理由是,他们“发现成熟细胞可被重编程变为多能性”。
现在,日本的另一位研究人员——日本理化学研究所发育生物学实验室的小保方晴子(Obokata Haruko)等人把从新生小鼠身上分离的白细胞暴露在弱酸性的环境中使细胞恢复到未分化状态,并使其具备分化成任何细胞类型的潜能,标志是,这些细胞具备早期胚胎的基因标记。
因此,这些细胞实际上就是可以多能分化的细胞。他们把这种培养和获得多能分化细胞的过程称为“刺激触发的多能性获得性”(STAP,stimulus-triggered acquisition of pluripotency)。小保方晴子等人还发现,不仅弱酸性环境可以使细胞获得多能分化的潜能(有人称这一途径为“酸浴”),而且物理挤压方式也能让细胞变得具有多能分化的潜能。
这也意味着,此前的基因诱导可能获得多能分化的干细胞,现在的化学诱导(酸浴)和物理诱导(挤压)也可能获得多能分化的细胞,获得多能分化的细胞似乎已经是条条道路通罗马。
不过,小保方晴子等人并没有称他们获得了可以多能分化的干细胞,而是培养出了可以多能分化的细胞。这也意味着多能性细胞与多能性干细胞有一定的区别,这个差别就是,目前小保方晴子还不能称他们培养的细胞就是可以多能分化的干细胞。
对此,用基因调控方法培养出诱导多能干细胞的山中伸弥指出,“该发现对理解细胞核重新编程有重要意义。从临床应用的实用观点看,我认为这是创建类似诱导多能干细胞的一种新方法。”显然,山中伸弥认为,酸浴和挤压方式是培养诱导多能干细胞的一种新方法。
如果物理挤压和酸性环境也能使成年细胞返老还童,成为可多能分化的多功能细胞,将是一种突破。因为,与获得2012年诺贝尔生理学或医学奖的诱导多能干细胞相比,物理和化学方法更有效,时间更短,而且可塑性更强,因为STAP细胞可以形成胚胎组织。
STAP细胞的另一个优势是安全。诱导的多能干细胞由于导入了4个基因,预示着可能产生另一种副作用,即让细胞无限分裂生长,成为肿瘤。
然而,酸液或挤压方式产生的多功能细胞却不会有这种“致癌性”,因为由化学和物理因素促成产生的STAP细胞是细胞的一种自我保护本能。
另一方面,STAP细胞是否可以像诱导的多能干细胞那样称为干细胞还需要更多的研究来证实。不过,在小保方晴子等人的研究之前,已经有其他一些研究人员发现了哺乳动物体内存在着多功能细胞,例如,美国明尼苏达州立大学明尼阿波里斯市分校分子生物学家凯瑟琳·韦费赖(Catherine Verfaillie)就在论文中描述过有多功能变化的潜能祖细胞。小保方晴子认为,这些有多功能变化的潜能祖细胞就是STAP细胞,因为它们是通过物理应激产生的,并非体内本来就有而分离出的。
但是,2009年,韦费赖因涉嫌学术不端而被明尼苏达大学学术委员会调查,其中有三篇文章被怀疑造假,这三篇文章都涉及干细胞或多功能细胞。这3篇文章有1篇发表在《自然》上,一篇发表在《血液》上,一篇发表在《美国生理学杂志》上。
由于韦费赖涉及学术不端,而且内容都是涉及干细胞,因而其生物体内的多功能细胞的发现也受到怀疑。显然,小保方晴子等人的发现还需要时间来验证。
来源:南方周末
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