中国组织化学与细胞化学杂志
    主页 > 综合新闻 >

不用生殖细胞也能繁衍生命吗?丁胜团队新发现

更重要的是,丁胜团队获得的是诱导的全能干细胞,是干细胞中的最高级,既可能孕育成生命个体,更可能分化和发育成各种组织器官;日本研究人员和邓宏魁团队获得的是诱导的多潜能干细胞,是次一级干细胞,可以发育成各种组织器官,理论上也可以孕育出个体生命,但比全能干细胞孕育成生命个体的可能性逊色一些。

五是单能干细胞,是分化最有限的干细胞,如肌肉干细胞,它们只能分化成肌肉细胞类型。

2013年,北京大学教授邓宏魁研究团队在《科学》杂志发表研究成果,采用新的方式,即外源性化学小分子化合物将小鼠体细胞重新编程为化学诱导的多潜能干细胞,这也是逆转了细胞命运。当然使用的化学分子较多,有七种小分子化合物,能够以高达0.2%的频率从小鼠体细胞中生成化学诱导的多潜能干细胞。这些细胞在基因表达谱、表观遗传状态以及分化和种系传递的潜力方面与胚胎干细胞相似。

这一研究的意义在于,一是对生命的起源和过程有新的认知,生命个体可以不从生殖细胞开始,而是通过把多能干细胞逆转或培育为全能干细胞来孕育生命。

研究人员在转录组、表观组和代谢组还发现,TAW细胞中数百个常见于全能干细胞的基因都已经开启,与多能干细胞相关的基因在细胞中则处于沉默状态,整体情况与全能干细胞十分相近。

与克隆羊多利的克隆方法相比,克隆技术也可以不通过两性繁殖就繁衍生命,但是这个过程中仍然需要依赖生殖细胞卵子。而丁胜团队创造的全能干细胞,仅仅需要一种“神奇药水”就可以从多能干细胞逆转而来,不再需要生殖细胞卵子的参与。从这个意义上来讲,今后只要获得某一物种的多能干细胞或成体细胞即可创造新生命。

前面我们讲了获得2012年诺贝尔生理学或医学奖的日本山中伸弥的工作,也讲了其后包括中国科学家邓宏魁研究团队的工作。那么,丁胜团队这次发现的不同之处和突破之处在哪里呢?

来源:北京日报 作者:张田勘

从这里我们就可以知道,山中伸弥及后来研究者的工作,与克隆技术相比,摆脱了对生殖细胞卵细胞的依赖,但不管是用基因诱导,还是化学诱导,诱导出来的干细胞都是多潜能干细胞,还不是具有最高功能标准的全能干细胞。

丁胜团队的研究与前面提到的以往研究相比,一是采用的技术路线不同。丁胜团队采用的是化学物质(TAW鸡尾酒)诱导,而日本研究人员采用的是生物因子(4种基因)诱导,虽然邓宏魁团队也采用的是化学因子诱导,但化学因子不同。

其次,通过这样的方式和过程可以定向培育多种器官,如心脏、肝脏、肾脏等,以解决器官移植中一直难以解决的供体器官缺乏的问题。

今年6月21日,清华大学药学院丁胜教授团队在国际学术期刊《自然》发表题为“采用特定化学鸡尾酒诱导小鼠全能干细胞”的论文,表明不用生殖细胞精子和卵子结合形成的受精卵和二细胞胚胎(全能干细胞),而对一些细胞进行改造,就具有创造新生命的极大潜能。这一研究结果可能改写人们对生命和生命产生过程的认知。

二是多潜能干细胞(也称万能干细胞),在受精卵发育约4天分化而来,它们可以自我繁殖和分化为三种胚层(外胚层、中胚层和内胚层)之一。这三种胚层可以进一步分化形成人体内的所有组织和器官。

之后,研究团队在体外测试了TAW细胞的分化潜力,并将其注射到小鼠早期胚胎中以观察其体内的分化潜力。结果显示,这些细胞不仅在培养皿中表现出具备真正的全能干细胞的特点,而且在体内还能分化成胚内和胚外谱系,具备发育成胎儿和周围卵黄囊和胎盘的潜力,这是普通全能干细胞的典型特征。

现在,丁胜团队创造的全能干细胞也是在逆转生命,即把小鼠的多能干细胞逆转为全能干细胞,后者理论上既可以产生新生命个体,也能生成各种器官组织。

流程编辑:u005

这些研究表明,无论是小鼠还是人类的成体细胞,都有可能经生物诱导因素和化学诱导因素生成多潜能干细胞,后者有可能生成各种器官和组织,甚至还有可能发育为生命个体。

这里我们必须来解释一些概念。所谓干细胞(stem cell)的“干”,意为“茎干”“起源”,简单来讲,干细胞是一类具有无限的或者永生的自我更新能力的细胞,是能够产生至少一种类型的、高度分化的子代细胞。

日本的山中伸弥因为发现了诱导的多潜能干细胞而与英国的约翰·戈登共同获得2012年诺贝尔生理学或医学奖。