萬能細胞

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更新時間: 2013-12-10

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萬能細胞是一種全能幹細胞,它具有分化成多種不同類型細胞的能力,而這種能力可以幫助人們,製造移植用人體器官,同時可以避免出現排異反應。最新的研究成果將人體的皮膚細胞通過基因改造,轉化為全能細胞,也成為「ips細胞」。

萬能細胞 -概述
萬能細胞萬能細胞

萬能細胞,美國和日本的研究小組宣布成功把普通的人體皮膚細胞轉化為了具備胚胎幹細胞功能的新型「萬能細胞」,是從人體中提取了一種名為「纖維原細胞」的皮膚細胞,然後向其中植入4種新基因,從而製造出一種名為IPS的細胞,它具有類似胚胎幹細胞的功能,能夠最終培育成人體組織或器官,這一被學界稱為生物科學「里程碑」的重大突破,有望幫助科學家繞過克隆技術的倫理、道德紛爭,為醫學應用打開大門。

萬能細胞 -基因重排

1、研究小組都利用了相同的技術——基因重新編排技術,即向皮膚細胞中植入一組4個基因,通過基因重新編排,使皮膚細胞具備胚胎幹細胞的功能。這種被改造過的細胞稱作iPS細胞,研究小組選擇的植入基因組合略有不同,另外它們選用了不同類型的人體皮膚細胞為「底版」。山中伸彌研究小組從一名36歲女性的臉部提取了科學家稱為「纖維原細胞」的皮膚細胞。詹姆斯·湯姆森實驗室的皮膚細胞則是「成纖維細胞」,來自一名新生兒的陰莖包皮。

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2、研究人員然後藉助「逆轉錄酶病毒」為載體,將4種基因注入皮膚細胞。這些特定基因能夠「重組」皮膚細胞的基因,從而得到特定類型的人體幹細胞。兩個小組利用的基因「雞尾酒」有所不同。美國研究人員選擇OCT4、NANOG、SOX2、LIN28基因組合,日本研究人員選擇OCT3/4、SOX2、C-MYC、KLF4這四種基因。

3、得出的實驗結果一樣——他們都成功地將普通人體皮膚細胞改造成了幹細胞。從理論上說這種幹細胞的功能類似通過胚胎克隆技術取得的胚胎幹細胞,能夠最終培育成人體組織或器官。由於這種幹細胞能通過基因組合控制,因此有「萬能細胞」、「變色龍細胞」之稱。

萬能細胞 -各方觀點
萬能細胞萬能細胞

 1、學界對這一研究給予高度評價。因為這種被稱為直接改造的技術不僅能避免人體胚胎克隆技術引發的倫理爭議,其高效、便利也為進一步醫學應用打開了大門。首隻克隆羊多利的「助產士」、英國科學家伊恩·威爾默特在一份聲明中說我們現在可以設想這麼一個時代:能夠以一種簡單方式製造幹細胞,任何人身上的組織標本均能培育出任何組織器官。威爾默特宣布決定放棄「創造」多利羊的胚胎細胞克隆技術,轉向日本科學家提出的體細胞「直接改造」技術。

2、萬能細胞跨越倫理障礙幹細胞是未分化的原始細胞,通常分為三類,即全能幹細胞、多能幹細胞和專能幹細胞。其中,全能幹細胞主要就是胚胎幹細胞。如果與克隆技術相結合,胚胎幹細胞便可發展成遺傳特徵與病人完全吻合的細胞、組織或器官,以前器官移植治療方法中經常出現的排異反應問題因此而得到了徹底解決,血細胞、腦細胞、骨骼和內臟等都將可以更換,白血病、帕金森氏症、心臟病等頑疾也有望得到有效治療與治癒。一直以來,如果想要獲得人類胚胎幹細胞,就必須損壞人類胚胎,這一點頗受非議。這次人體皮膚細胞「直接改造」技術跨越倫理障礙。

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萬能細胞 -潛在風險

1、這項技術尚不能完全取代胚胎細胞克隆技術,因為它現階段的實驗方式存在潛在副作用。兩個研究小組均表示,對於這些仿製的「胚胎幹細胞」,還需要深入研究,以比較它們和真正的胚胎幹細胞在臨床應用等方面是否有顯著差異。他們認為,現在就停止人類胚胎幹細胞研究還為時過早,而且「iPS細胞」離實際應用還有很長的路。

2、美日研究小組利用逆轉錄酶病毒「改造」皮膚細胞,這種病毒可能使基因產生變異,引發腫瘤等副作用。因此在評估和克服這一潛在風險前,「萬能細胞」還不能用於器官移植等臨床應用。

3、另一種風險與倫理有關,儘管不像人體胚胎細胞克隆技術那樣容易引發爭議。應用這項技術或許能通過皮膚細胞製造精子和卵子,這能幫助那些有生育問題的患者,但為避免濫用,有必要在製造和利用人體萬能細胞方面作出適當規範。 

4、所不同的是詹姆斯·湯姆森實驗室的「纖維原細胞」來自一名新生兒的陰莖包皮,而由京都大學教授山中伸彌領導的研究小組則是從一名36歲女性的臉部提取的細胞。不過美日兩個研究小組都表示,目前人工培育出的「萬能細胞」還不能用於人類,因為他們在植入「重組基因」的過程中使用了逆轉錄酶病毒,這種病毒可能導致基因變異,有引發腫瘤等副作用。

萬能細胞 -特點優勢
萬能細胞萬能細胞

 1、萬能細胞與普通細胞相比具有兩大優勢:其一可以在體外無限繁殖,這對於有限的細胞資源來說非常有吸引力。其二可以轉化成任何需要的體細胞。我們平時遇到的很多疾病,例如脊椎損傷、老年痴呆症、帕金森氏症、神經性損傷病、糖尿病、心臟病、不孕症等,可能會由於組織細胞已經死亡而無法治癒,但是當我們可以通過萬能細胞轉化為需要的組織細胞、替代死亡的細胞時,這些疾病就有希望得以治療,所以萬能細胞的臨床意義極大。目前研究的新型萬能細胞可以從病人的血液、皮膚、頭髮細胞中提取,解決了之前胚胎幹細胞的兩大問題:一是新型萬能細胞來自病人自身,所以不存在免疫排斥問題;二是新型萬能細胞不會破壞胚胎,因此不存在來源的倫理問題。

2、這種被稱為「直接改造」的技術不僅能避免人體胚胎克隆技術引發的倫理爭議,其高效、便利也為進一步的醫學應用打開了大門。新型萬能細胞一經實際應用后,可以用於再生醫療,如製作神經細胞移植給脊髓損傷的患者,還可以用於開發新葯,如製造疾病細胞以測試新葯療效等。有關專家認為京都大學已在日、美、歐獲得專利,表明其已經取得研究主導權。然而有關人員必須進一步開發技術,才能在未來新型萬能細胞技術實用化中佔據優勢。日本這項專利的成功之處,在於使精子細胞在體內存活並孕育了新的生命,因為細胞在體外和體內的存活是完全不一樣的。但是還有一些國家也在採用不同的技術方式進行類似研究,日本的專利並不會壟斷該領域的研究。

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