科学家证实成熟成人细胞同样能被克隆

【字体: 时间:2002年02月22日 来源:

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2002年2月10日的Nature杂志报道:研究首次证实,完全分化的成人细胞同样能够形成克隆,但是这个过程的效率非常低下。另一种更大可能是伴随成熟成人细胞的其他不明成人干细胞形成了克隆。这个发现告诉人们,成人细胞并不是非常稳定,难以形成克隆的,这个发现对于将来治疗性克隆研究具有重要意义。

Whitehead生物医学研究所实验室研究人员Rudolf Jaenisch在回答这一长达半个世纪的问题上取得了显著进展,这个问题是克隆,比如多利羊,能够从完全分化的成熟成人细胞中产生吗?或者是它们能够从成人组织中的稀少干细胞中产生吗?Jaenisch说,研究首次证实,完全分化的成人细胞同样能够形成克隆,但是这个过程的效率非常低下。另一种更大可能是伴随成熟成人细胞的其他不明成人干细胞形成了克隆。Jaenisch实验室学生Konrad Hochedlinger进行了这项研究,文章将发表在2002年2月10日的Nature在线杂志上。

Jaenisch说,研究告诉人们成人细胞基因组的某些实质性内容,那就是这些细胞并不是非常稳定,难以进行克隆的,这个发现非常重要,因为它使得成人细胞能够进行克隆用于个体化细胞治疗。治疗性克隆涉及去除卵子细胞核,替换成供体细胞的细胞核。在理想情况下,卵子将核时钟复原到胚胎早期发育和机体相容的阶段。这个培养的细胞团于是生成胚胎干细胞(ES),在遗传上和供体完全匹配,能够发育成机体的任何组织。理论上,胚胎干细胞可以治疗糖尿病,脊髓损伤等,而且不会发生器官排斥的并发症。

免疫细胞克隆小鼠

科学家已经知道利用胚胎干细胞进行克隆的效率是成人细胞的10倍左右,而且,胚胎干细胞是处于最早发育阶段的细胞,能够发育成各种细胞组成机体的各种结构。但是研究人员不清楚克隆能否将成熟成人细胞,如皮肤细胞或者乳房细胞的生物钟进行重置,这些细胞已经具有特定的功能。还有,研究人员推测,稀有的成人干细胞,一种已经比胚胎干细胞更分化的细胞,但是不具有特定的功能,它们也能形成克隆。

这是一个难题,因为大多数成人细胞没有稳定的遗传标记能够从供体阶段到最后的克隆进行追踪。免疫B细胞和T细胞却是例外,它们在成熟时具有特殊的基因,叫做免疫球蛋白基因,这种基因一直保持不变。基因的重组使得它们能够生成许多特异的抗体和受体,进行各种病原体的辨认和攻击。

Jaenisch实验室利用这些“特殊的基因标记”,利用B细胞和T细胞细胞核进行克隆。其他研究人员在创造克隆的过程中都失败了,但是Hochedlinger采用新的2步克隆法取得了成功。

第一步是将B或者T细胞的细胞核转移到大鼠卵子中,这个卵子已经去除了自身的细胞核,然后不是放到其他大鼠的子宫中,而是进行体外培养生成胚胎干细胞,在进行试验的1000个卵子中,他们建立了2个胚胎细胞系,一个来自B细胞,另一个来自T细胞,第二步就是这些利用这些胚胎细胞生成大鼠克隆。两步法使得研究人员能够在创造理想的大鼠克隆过程中采取各种努力。

结果克隆出的大鼠具有特异的基因排列,这个特异性和B细胞以及T 细胞中的相同。这些大鼠不能进行免疫基因的重组,因此它们只能生成一种类型的抗体或者受体,Hochedlinger解释说,这个现象说明原先的B或者T细胞是真正成熟的能够被病原体激活功能细胞。

应用

Jaenisch说,应用普通的克隆方法,利用成熟成人细胞进行克隆的效率是非常低的,因为试验采用了2步法,成人细胞克隆才得以成功,这个研究表明,许多克隆其实并不是来源于成人干细胞,而是成熟细胞,这以前从来没有得到过证实。为了检验成人干细胞是否具有更高效的克隆能力,科学家需要将具有形成克隆潜力的成人干细胞(前体B或者T细胞)和成熟B或者T细胞进行比较。如果试验的结果是成人干细胞更容易进行重调,那么在第二个步骤就会受到挑战,因为成人干细胞在培养的条件下很难进行确认和生长。

研究还将能够辨别成人细胞中发生的一些改变究竟是属于渐变还是由于基因的改变,如大脑的发育或者癌症的形成。Jaenisch说,可以将单个神经元取出,利用大鼠进行克隆,所有产生的细胞将在基因上和原来的供体细胞相同,克隆技术将原先发生在一个细胞上的变化放大到了整个动物,如果在细胞中的改变是可逆的话,大鼠将是正常的,但是如果是基因发生了变化,那将是不可逆转的,并且可以看见这种改变,就象B细胞和T细胞中免疫球蛋白的重组变化一样。

摘自[科技之光]

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