神奇“編程術”讓細胞“返老還童”

對人類來說，返老還童是數千年來一直存在的夢想，因為返老還童意味著長生不老。遺憾的是，人類至今沒有發現返老還童的方法。然而科學家并不是一無所獲，他們發現，可以人工調控我們身體中的一些細胞，讓它們實現“返老還童”。用科學的術語來說，就是可以讓這些發育成熟的細胞重新回到胚胎時期的多能干細胞階段，這個過程也稱為“為細胞重新編程”。兩名分別來自英國和日本的科學家采用不同的辦法，達到了相同的效果，因此共同得了2012年生理學或醫學獎。

一把神奇的鑰匙

英國生物學家約翰·戈登讓細胞返老還童的方法是克隆。1962年，戈登把青蛙的腸道細胞提取出來，采用科學的方法“挖出”其中的細胞核。接著，他把青蛙的卵細胞提取出來，“挖掉”其中的細胞核。然后，他把腸道細胞的細胞核“嫁接”到“挖掉”細胞核的卵細胞中。

這個過程看似小孩子過家家，操作起來卻有相當的難度，也帶來了令人意想不到的結果——被“嫁接”到卵細胞中的腸道細胞的細胞核居然開始“添枝加葉”了，也就是說，這個本來已經“成年”的細胞核“返老還童”，開始重新生長發育了。這個“成年”細胞核開始不斷分裂，最終發育出一只健康的蝌蚪。

戈登的實驗震驚了科學界，不少科學家的第一反應認為這是個玩笑，或者是實驗偽造了數據。為什么科學家會懷疑戈登的實驗結果呢？因為按照傳統生物學的觀點，成年的體細胞是不能再分化的。

然而，當更多的科學家重復戈登的實驗后，他們發現這個“不可能的實驗”居然是真的。戈登的研究證明，成年體細胞的DNA中仍然儲存有動物體完整的遺傳信息，只是這些信息在成年后被關閉了。當細胞核被“嫁接”到卵細胞中時，關閉的基因之門被卵細胞中的特殊化學物質打開了，沉睡的基因被喚醒，新的生命開始發育。

另一把鑰匙

日本京都大學山中伸彌教授讓細胞返老還童的方法是誘導。從上面的描述我們已經知道，成年體細胞并非沒有發育成其他細胞的本事，而是缺乏開啟基因大門的鑰匙。戈登找到了其中一把鑰匙，那就是去核的卵細胞。而山中伸彌找到了另一把鑰匙，那就是一段特殊的基因。把這段特殊的基因注入到體細胞后，就會誘導細胞核中的DNA進行忙碌的復制工作，最終分化出多種多樣的細胞。此時，時間已經指向了2006年，距離戈登發現“鑰匙”的時間已經44年了。

山中伸彌所發現的重新具有分化功能的細胞被稱為誘導多能干細胞，這是一種人造的多能性干細胞。其實，他的研究直接受益于戈登。山中伸彌閱讀了戈登的有關文獻，認為既然卵細胞可以開啟體細胞的遺傳之門，那么卵細胞中必然有一些物質充當了“鑰匙”。于是，他對去核卵細胞的基因進行篩選，首先找到了24個疑似基因，最終確定了4個基因及其作用。他將之稱為多能性因子，而科學界將之稱為“典型山中因子”。

當故事敘述到這里的時候，我們突然發現，原來山中伸彌所找到的鑰匙其實和戈登的鑰匙是同一把，只是戈登的那把鑰匙有了無核卵細胞這個“鑰匙包”而已。為了去掉這個“鑰匙包”，科學界又花了44年。

他們的研究能做什么

人造多能性干細胞有很強的醫學用途，它在現實中的最大應用是器官移植。醫學專家可利用患者自身的細胞制造多能性干細胞，再以此培育出器官，這樣的培育周期短，而且不會出現較大的排異反應。多能性干細胞還可以制造不同的細胞，代替病人已壞死的細胞，為醫治疑難病癥提供了新的希望。我們相信，隨著人造多能性干細胞等先進醫學成果逐步走向實用階段，我們的身體會越來越健康，我們的心情會越來越快樂，人類的壽命會越來越長。

小鏈接

動物體內的細胞分為體細胞和干細胞。體細胞是一種成熟定型的細胞，不能再發育成其他細胞；而干細胞是一種不成熟未定型的細胞，可以發育成其他細胞，比如骨髓中就有一種造血干細胞，可以分化成多種血細胞。干細胞又分為成年干細胞和胚胎干細胞，成年干細胞又稱專一干細胞，只能發育為特定類型的細胞；而胚胎干細胞又稱多能干細胞，可以發育為動物體各個組織和器官中的細胞。