2006胚胎干细胞研究备忘录（下）

　　

生物通报道：胚胎干细胞（embryonic stem ，ES)是一个诱人的研究课题，因为这种全能干细胞具有形成完整个体的分化潜能，可以无限增殖并分化成为全身200多种细胞类型，从而可以进一步形成机体的任何组织或器官，这对于器官移植等临床医学来说无疑个福音。在这方面胚胎干细胞如何能发育成数百种体细胞的全能性，一直是当前研究干细胞的学者全力想解开的谜团之一。

 2006胚胎干细胞研究成果汇总（上）

7月

控制胚胎干细胞分化的关键分子

生物通报道：霍华德休斯医学院研究人员研究毛囊干细胞，发现了控制胚胎干细胞分化的关键因子——Lhx2。

Rhee和Fuchs利用一系列遗传和分子标记，将毛发前体细胞和还未特化的滤泡型上皮细胞分开。然后他们利用DNA微列阵技术对比这两种细胞基因，发现两种细胞中有1349种基因存在表达差异；并且胚胎毛发前体细胞和成人干细胞功能相似；Lhx2在细胞分化过程中具有“刹车”的作用，可以维持细胞处于静止、未分化状态。研究结果刊登于6月30日《Science》。

世界首例人类胚胎干细胞成功培育T细胞

生物通报道：
UCLA艾滋病研究所研究人员首次将人类胚胎干细胞转化为辅助T细胞，为对抗艾滋病的基因治疗法冉起新的希望。研究人员培养人类胚胎干细胞，在小鼠骨髓支持细胞上孵育，进而转化成造血干细胞，然后注射到小鼠的人类胸腺中（移植到小鼠中），结果胸腺将造血干细胞转化成T-cells。研究结果刊登于7月3日《Proceedings of the National Academy of Sciences》电子版。生物通：亚历）

三项胚胎干细胞专利将可能公开

生物通报道：美国两个非赢利性组织近日宣布说，美国专利和商标局（PTO）可能会撤消三项胚胎干细胞研究的专利，因为在这些专利被审批通过时已经不再是新的东西了。  如果持有这些专利的威斯康星Alumni研究基金会（WARF）放弃这些专利，将会使更多的公司开发基础研究或药物的新技术。（生物通记者杨遥）

德要求欧盟停止胚胎干细胞研究

德国联邦教研部部长沙万最近在一周内给爱尔兰、意大利、卢森堡等9个欧盟成员国政府写信，要求在欧盟范围内停止对胚胎干细胞的研究。

德国和美国一样，至今不允许利用人体胚胎进行干细胞研究，认为从受精卵成形后的胚胎中获得的干细胞和胎儿一样是生命，需要得到尊重。而英国和西班牙这方面的研究和试验一直在悄悄进行。欧盟不久前通过了提供5000万欧元，继续资助胚胎干细胞研究的决定。 相对欧盟25国中支持胚胎干细胞研究的国家来说，10国的反对票还是处于少数。

欧盟就人类胚胎干细胞研究达成妥协方案

7月24日召开的欧盟委员会会议十分引人注目。对于人类胚胎干细胞医学研究，欧盟25个成员国分成了立场鲜明、态度相反的对立两派，既有强烈要求全力支持的，也有强烈要求禁止的，但欧盟议会24日在布鲁塞尔召开的欧盟科技部长理事会上最终还是达成了妥协方案———即：允许进行人体胚胎干细胞研究，但不得动用欧盟的研究经费用于从人体胚胎中提取干细胞。  最终的妥协决定意味着欧盟原则上同意对人体胚胎干细胞进行研究，但实际上不能动用欧盟的科研经费。  

8月

一个细胞的作用（含图）

科学家理论上认为：从发育的早期胚胎（early embryo）采集单个细胞，此单个细胞培育成为细胞系，而剩下的胚胎能够保持其发育的完整性。去年，位于马萨诸塞州的生物技术公司研究员Robert Lanza等证明，他们获得一种能够将来自小鼠早期胚胎的单个细胞培育为ES细胞系的技术（2005-10-17，Science），如今他们将此技术用于人类细胞研究。

 

研究小组首先解冻了16枚由医疗过程剩余的受精卵，并培育之。当胚胎发育到8到16细胞期时，研究人员利用吸管吹吸胚胎，将这些胚叶细胞分开，然后将得到的91枚单个的胚叶细胞分别培养，以期获得ES细胞系。结果有两枚被移植的细胞团最终显示出人类ES细胞的性质。  

胚胎干细胞DNA甲基化具有特异性

生物通编译：Burnham医学研究中心和Illumina公司的研究人员，首次发现人类胚胎干细胞的DNA具有特异的化学修饰模式。这种特殊的化学修饰模式足以将人类胚胎干细胞与正常成人细胞、细胞系以及癌细胞系区别开来。

在此之前，研究人员一次只能研究一个基因的DNA甲基化情况。但是利用Illumina公司最新开发的微阵列技术，研究人员可以同时检测数百个潜在的甲基化位点，这样就有利于获得DNA甲基化的整体全局信息。文章刊登于8月4日《Genome Research》电子版。

9月

《自然》重大成果是又一“造假”？

8月23日《Nature》杂志在线版公布了一项由先进细胞技术公司(Advanced  Cell  Technology，ACT)完成的干细胞研究——不破坏胚胎提取人胚胎干细胞。见一个细胞的作用（含图）  

---

但是在这之后，发现实际上这个研究组所使用的16个早期阶段的胚胎在研究过程中都被破坏了。这些由8到10个细胞组成的早期胚胎被分解成了单个细胞。利用从胚胎获得的共91个单独细胞中研究组获得了2个人类胚胎干细胞系（hESCs），并置于培养基中生长。

25日Nature登出一则消息：“我们有必要解释一下这篇论文证实了人类胚胎干细胞能够由一个单细胞培养出来，但是用于本项实验的胚胎并不完好”。这一声明意味着这种胚胎只是在细胞提取过程中存活着。不能说Nature有意误导大众，只能说在表述方面不够谨慎，虽然评述人从这篇文章中发现了值得关注的闪光点（从过去的许许多多例子中就能看出这对于科技发展来说多么重要），但尺度拿捏是不是还有些折扣？

新型芯片增加胚胎干细胞产量

生物通报道：在通常情况下，培养基中生长的人类胚胎干细胞大小、形状各有差异。这些细胞群体常常本能地发生分化，因此使得研究人员需要花费时间和精力来维持未分化细胞。

 

来自威斯康星－麦迪逊大学研究人员开发出微孔芯片（microwell arrays，或具有微小孔的盘子）来培养确定大小和形状的未分化人类胚胎干细胞。这些孔被能吸收蛋白质的物质所覆盖，因此细胞群体将能够在孔内部生长，而孔外的区域则覆盖有能放置细胞附着的物质，从而使细胞不会扩散到孔外。这项研究的结果将会在9月13日的美国化学学会大会上公布。（生物通记者杨遥）

华人科学家制得新型培养基：大批量生产胚胎干细胞

生物通报道：俄亥俄州立大学研究人员研制出一种大批量生产胚胎干细胞（mass-producing embryonic stem cells）的新方法。研究人员在一种生物反应器（bioreactor）中培养小鼠胚胎干细胞。细胞数量在15天内扩增了193倍，实验尾期的细胞密度——反应器中的细胞数是用实验室传统方法得到的10-100倍，也就意味着多出数亿的干细胞。并且检测结果显示，bioreactor中的干细胞未分化程度更高，寿命更长。这种类型的大批量生产因为需要更少的设备和管理，因此干细胞生产成本降低了80%。实验具体细节公布于美国化学学会（American Chemical Society）国际会议。

世界首个人类胚胎干细胞治脑病临床试验将启动

来自美国俄勒冈健康和科学大学Doernbecher儿童医院的一个研究组计划，利用加州StemCell公司开发干细胞产品和分离技术提纯的干细胞，治疗六名罹患遗传性神经退化疾病——Batten症，神经蜡样质脂褐素沉积病(neuronal ceroid lipofuscinosis, NCL，目前人们对这种疾病还束手无策）。这项试验将会为神经干细胞移植治疗一系列大脑和脊髓疾病铺平道路。 （生物通记者杨遥）

10月

无视联邦禁令，加州人类胚胎干细胞研究计划启动

生物通报道：加州人类胚胎干细胞研究计划已于10月4日启动，加州再生医学研究院(California Institute for Regenerative Medicine，CIRM)公布了长达149页的未来十年研究计划草案。这项草案采取符合实际的发展步伐，预计基于胚胎干细胞的治疗手段在最近十年中不可能达到临床治疗水平。总共30亿美元中，16亿美元用于包括基础科学到临床实验的研究，2亿9千5百万美元用于培训，2亿7千3百万美元用于配备实验设备——使研究独立于美国国立卫生研究院资助的项目。

11月

胚胎干细胞研究重大突破：首次创造出产胰岛素细胞

生物通报道：美国加州Novocell公司的Emmanuel Baetge和同事首次用聚乙二醇涂抹的方法能够防止细胞被受体的免疫系统排斥的方法，将人类胚胎干细胞转化为能够分泌胰岛素的细胞，诱导形成的细胞产生的胰岛素量与正常的胰腺小岛细胞相同。但是不想成熟的小岛细胞，这种细胞不受糖水平的调节。该研究的成功为解决I型糖尿病患者所需的可移植细胞的紧缺问题给出了希望。研究结果刊登于《自然·生物技术》杂志。（生物通杨遥）

冷泉港实验室：胚胎干细胞信号途径研究新发现

---

生物通报道：冷泉港实验室和西奈山医学院Black家族干细胞研究所的研究人员在最新的研究中发现Wnt和TGF-β信号途径是离体条件下使用胚胎干细胞来诱导形成原条（primitive streak， 亦称原线，是鸟类和哺乳类发育初期的胚盘上先于器官原基在明区内暂时出现的，沿中线走行的线条状隆起）所必须的。

 

为了在离体条件下模拟这些发育阶段，研究人员使用了一种胚胎干细胞。除了表达来源于brachyuri基因座的GFP蛋白，这种细胞还表达来自foxa2基因座的CD4。，一种表达不同水平的CD4-Foxa2的GFP-Bry+细胞群体因这种胚胎干细胞系的分化而形成。

 

对基因表达模式和发育潜力的分析表明CD4-Foxa2^hiGFP-Bry⁺细胞群表现出了早期原条的特征，而CD4-Foxa2^loGFP-Bry⁺细胞则像晚期原条。

利用这种模型，研究人员证实Wnt和TGF-β/nodal/activin信号途径都是产生CD4-Foxa2⁺GFP-Bry⁺细胞所必须的。Wnt或低水平的acitvin能诱导出一种后期的原条细胞群，而高水平的actinvin则诱导形成一种早期的原条细胞。

 

最终，研究人员发现持续的activin信号能够刺激CD4-Foxa2⁺GFP-Bry⁺胚胎干细胞群形成内胚层。这些发现表明，与胚胎中胚层诱导有关的发育事件能够在胚胎干细胞模型中重现，并因此了解到与内胚层和中胚层形成有关的信号途径。（生物通杨遥）

用胚胎干细胞疫苗预防肺癌

美国路易斯维尔州大学James Graham Brown癌症中心研究人员检测了两种不同的疫苗——一种从小鼠的胚泡中获得的只有胚胎干细胞组成，另外一种由胚胎干细胞和培养的纤维原细胞组成。研究人员通过通过给小鼠注射这种单独的胚胎干细胞疫苗或胚胎干细胞＋STO/GM-CSF，证实胚胎干细胞预防肿瘤生长的效率为80％，而另外一种混合疫苗的效率则高达100％，意味着有可能开发出人类用于预防癌症（如遗传性乳腺癌、结肠癌和肺癌）的胚胎干细胞疫苗。（生物通杨遥）

王剑龙《自然》文章：胚胎干细胞蛋白图谱

来自哈佛医学院干细胞研究所、Dana-Farber癌症研究所和波士顿儿童医院、霍德华休斯医学院HHIMI的研究人员绘制了一张小鼠胚胎干细胞全能性Nanog蛋白相互作用图谱。

研究人员通过在天然条件下亲和纯化Nanog蛋白，然后进行质谱分析，从而确认了相关蛋白的物理图谱。几次实验之后研究人员辨认了几个Nanag相关蛋白的伴侣蛋白（包括Oct4），增加了新筛选得到的蛋白因子的功能相关性，从而构建了一张蛋白相互作用图谱。这张图谱包含了许多在维持胚胎干细胞和调控分化方面的核心因子，也与其它一些复合共抑制途径（multiple co-repressor pathways）相关，其中许多蛋白的编码基因是之前假设的直接转录靶标。这一相互作用密切的蛋白图谱可以说就是一个全能性作用的细胞模型。这一研究成果公布11月16日《Nature》杂志上，第一作者为王剑龙博士（Jianlong Wang，音译）

（生物通：张迪）

自然杂志再版干细胞文章澄清事实

生物通报道：自然杂志对最近一篇关于“在不破坏胚胎的情况下获取人类胚胎干细胞”的文章进行了澄清，证明了报道的可信性。

美国生物科技集团先进细胞技术公司(Advanced Cell Technology) Robert Lanza博士及其同事的研究结果自从在8月份Nature网站公布后（一个细胞的作用（含图））不久，即有人提出 Lanza的文章有可疑之处，实际上胚胎在实验中已经造到破坏。

11月22日电子版、23日书面版Nature杂志将其文章再刊，并且在正文中还逐条列出了文章的变更部分，附加了Lanza博士及其同事给出的补遗。Nature杂志生物学主编Ritu Dhand说，此次澄清的唯一目的是希望此文章更容易被人理解。“这篇文章不存在任何科学原理和技术手段的错误。”

12月

Science：卵子“孤雌生殖”出胚胎干细胞

Boston儿童医院研究人员获得一种生产移植所需干细胞的新机制，只利用卵细胞即可产生与受体的免疫系统具有相容性的小鼠胚胎干细胞，不会引发排斥反应。

体细胞核移植（somatic cell nuclear transfer，亦被称作治疗性克隆）可产生修复遗传缺陷所需的目的胚胎干细胞，但技术要求很高，很难有效将供体细胞核转移到细胞核已经被移除的卵子中。此次，Kitai  Kim和同事用来自有丝分裂两个不同阶段的小鼠卵细胞诱导了孤雌生殖发育，并且从由此得到的胚胎中分离出干细胞，这些干细胞带有卵子供体全部的MHC蛋白。这些干细胞能产生许多、但不是全部的组织，这也许与缺少父系印记的基因组有关。这个方法需要大量的卵细胞，是否能用于人类还有待研究。研究结果刊登于12月14日《Science》。

(生物通 小粥整理）