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克隆人离核移植胚胎有多远

本月15日,国际具有重要影响力的科学期刊《细胞》,在线报道了美国科学家舒赫拉特·米塔利波夫“成功利用体细胞核移植技术获得人类胚胎干细胞”的科学突破。

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  美国体细胞核移植专家舒赫拉特·米塔利波夫。

  新闻背景

  本月15日,国际具有重要影响力的科学期刊《细胞》,在线报道了美国科学家舒赫拉特·米塔利波夫“成功利用体细胞核移植技术获得人类胚胎干细胞”的科学突破。文章一经发表,瞬间引起了科学界的轰动,诺贝尔奖得主戈登爵士这样讲到,“这是一件令人印象深刻的工作”。世界各大媒体纷纷对这一事件进行了追踪报道。

  由此,人类克隆这一具有争议性的科学问题也重新引起了社会各界的广泛关注。有些细心的工作者发现,该实验报道中存在一些前后矛盾的数据。而人核移植胚胎干细胞的出现是否意味着克隆人的出现已经为时不远,人们该如何看待这一问题?

  历经波折终获突破

  人类的克隆由于违反伦理学道德而被禁止,但基于核移植技术的人类治疗性克隆对于再生医学非常重要。通过体细胞核移植,可以获得克隆胚胎,之后经过培养,这些胚胎发育到囊胚时期,就可以再通过干细胞分离技术分离拥有多能性的胚胎干细胞。这些多能性胚胎干细胞拥有可以分化为多种组织和器官的能力,因此,在未来可以通过细胞和组织移植等治疗目前缺乏治疗手段的疾病。

  2004年前后,韩国科学家就开展了相关研究,但最终却由于其存在伪造数据的行为而遭揭露,这对人类治疗性克隆技术的发展带来了很大的负面影响。

  包括周琪研究员在内的中国克隆专家随后也进行了相关研究,成功获得了克隆囊胚,并发现卵母细胞质量的优劣,对核移植获得的重构胚胎的发育有极大影响。由于受限于卵母细胞来源的缺乏,中国科学家最终没能成功地建立核移植胚胎干细胞系,但其研究工作对治疗性克隆的发展起到了巨大的推动作用。

  美国科学家米塔利波夫团队在总结了前人研究的基础上,通过募集优质的卵母细胞(美国已经建立卵母细胞科研捐赠机制,中国到目前为止未开放),改善核移植技术(利用灭活的日本凝血病毒促使核供体细胞与去核卵母细胞的充分融合,同时在胚胎操作的过程中加入咖啡因),采用促进核移植胚胎发育的小分子药物进行处理,最终成功获得高质量的核移植胚胎,并建立了人类核移植胚胎干细胞系。通过这种方法获得的胚胎干细胞与受精卵来源的胚胎干细胞一样,具有分化为各种成体细胞类型的潜能。

  意义重大前景广阔

  人类核移植胚胎干细胞的出现之所以引起了社会各界的广泛关注,源于它特殊的意义和地位。胚胎干细胞具有多分化潜能,可以形成各种组织细胞,用于患有不可修复性组织损伤的病人的治疗。但是由于人体存在免疫识别机制,异体来源的移植细胞会引起免疫排斥,这严重阻碍了干细胞应用于临床的治疗。尽管可以通过分离患者自身某种成体干细胞来避开这个问题,但是成体干细胞细胞数量和增殖能力有限等缺点都制约了它的临床应用。因此,建立病人特异的核移植胚胎干细胞是一条解决干细胞临床治疗种种局限的出路。

  近年来研究火热的诱导多能性干细胞(iPS),是通过在终末分化的体细胞中人为调控特异的几个基因的表达,而获得的多分化潜能的干细胞。如果用于自体治疗,似乎可以解决免疫排斥的问题。但目前研究人员认为,iPS细胞与正常的多能性细胞存在一些细微差异,可能存在基因组突变、表观遗传记忆等问题,因此安全性受到质疑,还需要人们通过不断细致深入的研究才可能应用于临床。相对于iPS细胞,目前领域内的主流观点认为,核移植胚胎干细胞更安全。

  尽管如此,治疗性克隆依然存在诸多问题:克隆效率极为低下,很难获得足够量的卵母细胞用于操作;人类的核移植胚胎干细胞与正常受精来源的胚胎干细胞之间是否存在差异,目前并不清楚;人类核移植胚胎干细胞进行治疗的安全性目前并不明确。因此,我们亟须针对这些问题开展研究。

  此外在伦理层面上,研究人类的核移植,肯定会涉及到人类卵母细胞的使用。尽管在美国已经建立起完善的机制,科学家可以募集捐献卵母细胞进行实验,但在包括中国等多个国家,目前仍然没有相关管理措施出台。这些情况在一定程度上限制了国内科学家在相关领域取得突破。

  人类核移植胚胎干细胞的获得对于再生医学的临床应用具有重大的推动作用,也是研究技术上的一大进步,但依然面临诸多问题需要解决,将治疗性克隆技术应用于临床还有很长的路要走。

  克隆人技术上仍然遥远

  有报道认为,如果将核移植胚胎植入女性子宫内,继续正常发育成完整胎儿,那么克隆人就诞生了,而后续的技术并不复杂。

  克隆技术在多个物种中的成功和人克隆胚胎干细胞的出现的确引发了人们的担忧:克隆人也就是生殖性克隆是否也能通过这样的方式产生?因为它涉及严重的伦理道德问题,因此,许多国家明令禁止生殖性克隆。

  但仅仅从技术层面上说,人类核移植胚胎的出现,并不意味着克隆人可以很容易地出现。从动物实验来看,获得克隆囊胚比克隆动物更容易。

  以同为灵长类动物的猴子为例,虽然早在2007年,同样由舒赫拉特·米塔利波夫带领的团队,成功利用核移植技术将猕猴的皮肤细胞核,移植到猴的去核卵母细胞,之后经过体外培养获得了发育到囊胚期的重构克隆胚胎,再利用这些胚胎,建立了两株猴子的胚胎干细胞。然而到目前为止,通过体细胞核移植获得的克隆猴却一直没有成功。

  由于非人灵长类动物如猴子是单胎动物,尽管通过超数排卵技术可以获得一些卵母细胞,但其数量是极为有限的。不仅如此,由于核移植技术本身存在的缺陷,导致通过克隆获得的重构胚胎发育到期的效率极为低下;因此,通常情况下,研究人员只能获得极少的卵母细胞进行实验,构建数目有限的克隆胚胎,其中能够正常发育的重构胚胎更是少之又少。所以,这种数量上的限制极大影响了非人灵长类动物克隆的成功。当然,基于物种差异,灵长类动物克隆技术可能本身难度就较其他物种更大。

  然而,随着科技的发展,人类的克隆技术可能最终得以完善,未来获得克隆人从技术层面上来看也不是不可能的事情。因此为了避免克隆人这种存在伦理问题的研究进行,加强监管才是最终解决这些问题的必由之路。

  (赵小阳 作者为中国科学院动物研究所研究员)

  背景知识

  体细胞核移植获得的克隆动物(首次)

  日期 动物种类 国家

  1996 绵羊 英国

  1998 牛 日本

  1998 小鼠 美国

  2000 猪 美国

  2002 猫 美国

  2002 兔 法国

  2003 马 意大利

  2003 骡 美国

  2003 大鼠 法国

  2005 狗 韩国

  2007 狼 韩国

  • 责任编辑:房小葵

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