克隆新風向

蔡如鵬

中國科學家將普通皮膚細胞轉化為干細胞，進而培育出小鼠，這繞過了傳統的克隆和摧毀胚胎來生成干細胞株所帶來的倫理問題

幾個皮膚細胞會有什么用呢？或許不久的將來，科學家們能讓它們像種子一樣“長”成一顆跳動的心臟、一葉新生的肺，或是一個腎病患者急需的腎源。一項新的研究讓這些正離我們越來越近。

7月23日，兩個來自中國的研究小組分別在《自然》和《細胞?干細胞》雜志上報道說，他們將小鼠的成熟皮膚細胞恢復到類似于胚胎時期的狀態，并用產生的細胞成功克隆出了活體小鼠。

其中一個研究小組的負責人、北京生命科學研究所研究員高紹榮對《中國新聞周刊》說，這是科學家第一次證實成熟的體細胞與胚胎干細胞一樣具有全能性——可以轉化為體內的各種細胞。

“這將繞開胚胎干細胞研究一直面臨的倫理和法律等諸多障礙，加快向實際醫療過程邁進的步伐。”高紹榮說。

繞開爭議的iPS細胞

自從1997年克隆羊“多莉”誕生后，被克隆的動物層出不窮，人們已經見怪不怪了。但這次培育的克隆鼠卻與以往有所不同。

傳統的克隆指的是從一個細胞里取出細胞核，將其植入去除了遺傳物質的受精卵中，然后培育成活體動物。其中，植入的細胞核可以來自多種細胞，包括皮膚細胞。

另一個研究小組的負責人、中國科學院動物研究所研究員周琪介紹說，這次克隆的不凡之處在于使用了“誘導多功能干細胞”(簡稱iPS細胞)，而沒有用到細胞融合技術。

iPS細胞是指經過基因“重新編排”回歸到胚胎干細胞狀態的體細胞，它們具有類似于胚胎干細胞的分化能力。

成年生物體內有多種體細胞，比如血液細胞、肌肉細胞、免疫細胞和神經細胞等，它們形態各異，具有不同的功能，但都是由胚胎干細胞發育而成的。

此前，科學家們一直認為胚胎干細胞發育成各種體細胞這一過程是不可逆的，就像一個人的成長——只能是從幼年到成年再到老年，反之不行。

胚胎干細胞對科學家們極具誘惑力。因為它具有“全能”的發展潛力，可以分化成所有不同種類的體細胞。這對于目前無法治愈的帕金森氏癥、白血病、糖尿病等頑癥，以及解決十分緊缺的組織和器官移植的來源問題而言，幾乎可以說是唯一可行的辦法。

不過，胚胎干細胞僅存在于胚胎發育的早期，只能從胚胎中提取。而毀壞胚胎在很多人看來無異于扼殺生命，是不可接受的。這些人中最具代表性的就是美國前總統布什。他認為，從胚胎中提取干細胞是他本人“不能跨越的道德底線”。因此，布什在任期間一直對胚胎干細胞研究設限，規定美國聯邦政府對胚胎干細胞研究的資助僅限于研究當時已有的胚胎干細胞，不得資助從新胚胎中提取干細胞進而開展研究。

這些年，因為倫理方面的爭論，胚胎干細胞研究一直裹足不前。

2007年11月，美國和日本科學家分別宣布發現了將普通皮膚細胞轉化為干細胞的方法，繞過了傳統的克隆和胚胎摧毀的技術來生成胚胎干細胞株。這樣得到的干細胞就稱為iPS細胞。這一發現立刻引起了轟動，當年分別被《自然》和《科學》雜志評為年度第一和第二大科學進展。

達到“黃金標準”

此后，國際上關于iPS細胞的研究可謂日新月異，迅速成為干細胞科學中最熱門的一個領域。

2008年4月，美國科學家報告說，他們將鼠皮膚細胞轉化成iPS細胞后，成功分化成心肌細胞、血管平滑肌細胞及造血細胞。

2009年2月，日本東京大學科學家宣布，成功利用人類皮膚細胞制成的iPS細胞培育出血小板，而且從技術上說用iPS細胞培育人類紅細胞和白細胞都是可能的；緊接著，日本慶應大學科學家又宣布，成功用實驗鼠的iPS細胞培育出鼠角膜上皮細胞。

2009年3月，英國和加拿大科學家發現了不借助病毒、安全將普通皮膚細胞轉化為iPS細胞的方法；美國科學家則在《細胞》雜志上宣布，他們可以將iPS細胞中因轉化需要而植入的有害基因移除，且保證由此獲得的神經元細胞的基本功能不受影響。

但iPS細胞是否真正擁有胚胎干細胞那樣的全能性？

高紹榮告訴《中國新聞周刊》，檢驗iPS細胞是否具有全能性的“黃金標準”，就是看它們能否培育出活體小鼠。先前國際上的研究始終未能成功，用iPS細胞培育的小鼠胎兒均胎死腹中。

周琪小組通過對老鼠成纖維細胞基因的“重新編排”，共獲得了37株iPS細胞。然后，把其中6株注入1500多個四倍體胚胎進行培育，進而植入一群代孕白鼠的子宮——不能發育成個體的四倍體囊胚扮演“溫床”的角色，負責為iPS細胞提供適合的發育環境。最終，獲得了27只活體小鼠。經鑒定，證實小鼠確系iPS細胞發育而成。

周琪給第一次培育成功的小鼠取名為“小小”。據周琪小組成員、上海交通大學研究員曾凡一介紹，這27只克隆鼠去年10月就已培育成功，但有些出生兩天后就死亡了，還有一些存在身體異常。但她沒有透露具體的死亡數量和到底是什么異常。

在存活的克隆鼠中，周琪等人讓其中12只進行配對，繁殖出數百只健康的后代。現在，第三代小鼠的數量也已超過100只。

高紹榮的研究小組用基本相同的技術也成功培育出兩只克隆鼠，但其中一只死亡。目前，他們正設法對另一只實驗鼠進行配對，以培育第二代小鼠。“讓這些小鼠進行繁殖是進一步證明其具有正常的繁殖能力。”

《科學》雜志網站評價說，這是世界上第一次獲得完全由iPS細胞制備的活體小鼠，它們具有正常的生殖和繁育能力，這有力地證明了iPS細胞具有真正的全能性。

上海干細胞研究所副所長韓偉教授說，用國際通行的“黃金標準”證明iPS細胞的全能性，是一項極其復雜、難度很高的工作。“要知道，用成體細胞育出活小鼠的成功率很低，而科學家尚未找到其中的訣竅。今天，中國科學家做成了國外科學家沒有做成的事，無疑代表著世界一流水平。”

是彌補而非惡化

中國科學家的成功在贏得尊敬的同時，也招來了一些爭議。一些西方學者認為，這可能會帶來新的倫理挑戰。

美國馬薩諸塞州伍斯特細胞高級技術研究所羅伯特?蘭扎博士認為，雖然這與傳統的克隆技術不同，但結果并沒有兩樣：都是創造出與供體動物遺傳特性完全一樣的副本。“我們現在有了用皮膚創造iPS細胞的技術，并且它們確實能夠創造出活的有機體，這很可怕。”

一些人甚至認為，這項技術將讓克隆人變得更加容易。

美國馬薩諸塞州的一家科技公司的干細胞科學家蘭薩說，從生物學的角度，如果在人類胚胎中注入改造過的人類細胞，肯定會創造出克隆人。“你只需要某個人的皮膚細胞就能造出人類嬰兒。”

曾凡一說，“把iPS細胞用于人類繁殖是不道德的。科學要遵守道德界限，這很重要。”她還表示，他們的研究“決不是要朝那個方向邁出第一步”。

更多的人還是對中國科學家這項研究給予了肯定。美國資深倫理學家斯密斯說：“每個人都應該為這項巨大的科學成就鼓掌，這將彌合我們在人類生命重要性和意義上的道德分歧，而非惡化。”

“我們的工作正是為了消除倫理爭端，因為我們可以不再用胚胎。”高紹榮說。