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周琪:皮肤细胞变小鼠
北京科技报 记者 李荔

黑色的皮毛、长长的胡须,这只9个月的小鼠“小小”看上去与普通小鼠没有区别。然而,“小小”的生命并非来源于普通的受精卵,也不像其他的克隆动物那样由“体细胞核移植技术”获得,它是世界上第一只完全由皮肤细胞,经“重新编程”改造为干细胞,进而“孕育”出的小生命,而且有着正常的生殖和繁育能力。

7月23日,随着美国《自然》杂志对这一科研成果的刊载,“小小”的照片登上了全球众多媒体的醒目位置。中国科学院动物研究所的周琪研究员,就是“小小”的缔造者之一。

《北京科技报》:“小小”是如何培育出来的?

周琪:我们向小鼠皮肤组织中的成纤维细胞注入了4个基因,将其改造为一种干细胞。这种干细胞叫“诱导多能性干细胞”(iPS细胞),它由体细胞诱导而成,具有与胚胎干细胞相似的全能性,能发育成一个完整的生命体。

这项成果有别于传统的“克隆”。传统的“克隆”是将含有遗传物质的体细胞核,移入去除了细胞核的卵细胞中,然后促使这一新细胞分裂、发育。而iPS技术是把体细胞复原到胚胎时期的状态,从而使它具有可以分化为任何细胞的能力,进而培育出了小鼠。

《北京科技报》:为什么要另辟蹊径克隆小鼠?

周琪:要验证胚胎干细胞能否发育成活体动物,有一个“黄金法则”,即“四倍体补偿实验”。实验中,胚胎干细胞被注射进小鼠的四倍体胚胎中。由于四倍体不参与胚胎发育,只为其提供适合的发育环境。因此,利用这一技术获得的动物,是完全由胚胎干细胞发育来的。这一实验可以很好地证明胚胎干细胞的多能性。

对于iPS细胞多能性的的检验,同样需要遵照这一法则。然而此前,其他实验室进行的实验中,iPS细胞形成的小鼠胎儿均在怀孕期间死亡了。

《北京科技报》:这一次是如何让小鼠胎儿成活下来的?

周琪:在“小小”出生之前,我们就进行了大量的探索和改进,包括调整培养基组分、分析250个发育胚胎的状况等。最后,我们从624例注入胚胎中,获得了22只活体小鼠。其中,12只小鼠在交配后都产下了子代。

到目前为止,我们已繁育出数百只二代小鼠,上百只三代小鼠。在这些小鼠身上,我们还没有发现肿瘤,在后续工作中,我们还将为小鼠做进一步检查。

《北京科技报》:克隆鼠“小小”的培育成功,有什么意义?

周琪:这是首次证实体细胞可以被改造成为与胚胎干细胞类似的多能性干细胞。这一技术的应用有望成为实施器官再生医学和现代生物细胞疗法的重要细胞来源。

在再生医学中,应用这种细胞进行治疗,可以避免与伦理道德相违背。一直以来,胚胎干细胞是人类修补器官的希望所在,但为了提取胚胎干细胞而毁掉一个本来有可能发育成人的胚胎,在伦理方面备受争议。而以人工诱导方式使成体细胞“变身”iPS细胞,就巧妙地避开了这一“雷区”。

如果社会伦理可以容忍这种细胞技术应用于人类,那么可以想象若干年后,它的广泛应用将会给人类健康带来极大的效应。但是,如果社会学家提出对这种人类细胞技术的限制,那我们应义不容辞地遵守这些规定。

专家介绍:周琪,中国科学院动物研究所生殖生物学国家重点实验室研究员,国家胚胎移植协会、国际生殖生物学会会员,中国动物学会生殖生物学分会理事。

 
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