华人学者证实：体细胞克隆潜力大于成体干细胞

　　

生物通报道：最新研究显示成体干细胞不能胜任克隆任务，而已完全分化的细胞能够克隆后代。康涅狄格大学研究员杨湘中（Xiangzhong (Jerry) Yang，音译）博士和匹兹堡大学程涛（Tao Cheng，音译）博士利用不能再分化的一种血细胞克隆出两只小鼠，首次证实完全分化的细胞可以克隆动物。文章刊登于《Nature Genetics》杂志。

杨湘中和程涛认为此研究结果强有力地证实：Dolly 羊等由体细胞核移植克隆得到的动物更有可能来自于完全分化的细胞，而非成体干细胞（adult stem cells）。干细胞具有自我更新和分化为任何类型细胞的能力，被广泛用于医疗。尽管可以从囊胚期的胚胎得到胚胎干细胞，但是成体干细胞常常令人失望，克隆胚胎存活到囊胚期的成功率只有1/15。

克隆的专业术语为体细胞核转移（Somatic Cell Nuclear Transfer；SCNT），过程为将非生殖细胞的成体细胞的细胞核移植到而染色体已经被剥离的未受精卵，得到胚胎。然后将克隆胚胎移植到代孕母亲子宫中进一步发育。因为获得的胚胎包括供体干细胞的整个基因组，所以与供体亲代有相同的基因。

杨湘中和程涛将完全分化的血细胞——粒细胞的克隆效率与粒细胞的祖先——处于不同分化阶段的造血干细胞的克隆效率进行对比。这些粒细胞祖先包括骨髓来源的能够发展为各种红细胞、白细胞的造血干细胞以及祖细胞。粒细胞是白细胞的一种，细胞核片段化，细胞质中存在细小颗粒。

结果令人震惊：粒细胞是核转移的最佳供体细胞，发育到100－150个细胞囊胚期的成功率为35－39％；祖细胞做核供体细胞，胚胎发育到囊胚期的成功率为11％，干细胞做核供体细胞，胚胎发育到囊胚期的成功率为4％；只有粒细胞核移植的胚胎能够发育得到两只成活的克隆幼仔，虽然两只幼仔均在出生后几小时内死亡。对照组中，研究人员利用胚胎干细胞作为核供体细胞，发育到囊胚期胚胎的成功率为49％，得到18只克隆后代。

康涅狄格大学生殖生物学中心主任、动物学教授杨博士说：“我们的实验结果与目前流行的观点和假说相违背。我们发现利用成体干细胞和祖细胞作为核供体细胞的效果没有完全分化细胞作为核供体细胞的效果好。相反，完全分化的体细胞能够产生后代。”

匹兹堡大学医学院放射肿瘤学副教授、干细胞生物学主任、匹兹堡大学癌症研究中心癌症干细胞研究计划领导人程涛说：“分化完全的细胞竟然有很强的克隆能力，我们对此结果感到吃惊，因为实际上粒细胞没有再分化能力。我们重复六次实验都得到相同的结论。现在我们可以证明一个完全分化的细胞如粒细胞，依然保留遗传能力，能够分化出生命所需的全部细胞类型。”

先前，研究人员直接利用分化完全的B细胞、T细胞和神经元进行克隆动物实验，结果胚胎都不能发育到囊胚期。只有经过第二步：将囊胚与受精的胚胎结合产生嵌合体（chimera），或者利用来自这些胚泡的胚胎干细胞进行核转移，才能得到克隆后代。一些研究人员认为这两种方法不是真正的克隆，因为得到的克隆后代的染色体与原始供体细胞染色体没有同一性。

自从Dolly问世以来，利用成体细胞克隆已经在许多哺乳动物上取得成功，但是成功率很低。尽管重建的卵细胞能够存活到囊胚期，最多只有部分能够在出生后存活下来。成体干细胞是一类存在于各种组织特定部位的细胞，如果不发生疾病或组织损伤会一直处于静止状态。许多人将克隆成功率低归咎于克隆来自于成体干细胞。如果这种假设是正确的话，杨和程指出研究结果应该是成体干细胞比其它分化程度更高的细胞有更大的克隆能力。

杨说：“我们对1828枚干细胞进行核转移实验，很少能够发育到囊胚期，并且没有得到一个克隆活体。结合这种成功率，很难相信Dolly以及其它的克隆动物来自于成体干细胞，很有可能它们是起源于分化完全的组织细胞。”

尽管确定他们在造血干细胞中得到的结论是否适用于其它类型细胞还需要做更多的研究工作，但是研究人员认为目前的研究结果对于生殖医学有重要意义。程教授说：“一个很有挑战性的问题是： SCNT是否能够在癌症干细胞研究中发挥作用，甚至改编癌症干细胞活性？这些研究也许能够为癌症治疗提供新的分子靶标。”（生物通记者 子元）