 《三思科学》电子杂志
2002年第7期 总第13期
2002年7月1日
目 录
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[陶世龙]要"三思" 不要信仰
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[九歌]Co-Evolution 植物和昆虫
[异调]从集合大小的定义到数学结构
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[Kenneth L. Feder]旧时代的宗教，
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[新书介绍]矩阵博士的魔法数、
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双倍的希望
 碧声
两项新成果使干细胞研究更加令人鼓舞，也可能使有关争论进一步复杂化。
这是本杂志一年来第几次谈论干细胞了呢？我们介绍过干细胞的基础知识，探讨过有关伦理争议，报道过重要研究进展。在其它媒体上，干细胞也是近两年来最热门的科学话题之一（仅次于克隆人，而且这两个问题经常搅在一起）。作为细胞的“半成品”，干细胞可以分化发育成肌肉、骨骼、神经、血液等各种不同的细胞，移植给人后能治疗多种严重疾病——有这样美好的前景，的确是够资格受到关注的。分化能力最强的胚胎干细胞来自早期人类胚胎，涉及的伦理问题使局面更加热闹。
但是……停止吧，如果美好的前景仍然只是“前景”，胚胎干细胞甚至还没有给多少动物治好什么病，这样吵来吵去是不是有点傻气？另一方面，主张胚胎也有人权的伦理学家，又用什么来应付另一种道德压力？毕竟胚胎干细胞是治愈许多顽疾的希望，为一小团细胞的生命权而否定病床上挣扎着的人的生命权，可能也会被打的。在7月4日的《自然》杂志上，两组科学家分别用漂亮的实验表明，胚胎干细胞能够治疗老鼠的帕金森氏症，而从成年人体内提取出的一种细胞似乎有着胚胎干细胞一样无限分化的潜力。这两项进展将使关于干细胞争论变得更有的放矢，也使问题更复杂化。
一个胚胎干细胞
原则上来说，胚胎干细胞能够无限增殖，并能分化成所有种类的细胞；而成年人体内提取出的干细胞，可选择的发展方向就少得多，比如造血干细胞通常被认为只能变成血细胞。虽然近年来有一些实验表明成年干细胞也能分化成其它类型的细胞，例如有人声称用造血干细胞培育出了肝细胞，但这类实验结果存在不少争议，往往难以重复，因此成年干细胞总不像胚胎干细胞那样受到研究者青睐。不过胚胎干细胞要从刚开始发育不久的人类胚胎里提取，这使一些人很不自在，他们认为毁掉胚胎等同于杀人。一些国家还禁止利用人工授精手术中培养的多余胚胎进行干细胞实验，尽管这些胚胎永远也不会被植入女性子宫发育成人、最后仍是要被销毁。为了消除免疫系统的排斥反应而提取病人本身的细胞培养胚胎、从中提取干细胞，这种“治疗性克隆”技术更是遭到许多激烈反对。反对胚胎干细胞研究的人坚持认为，成年干细胞也有强大的分化潜力，研究它们就够了。
另一方面，胚胎干细胞试验本身也遇到了一些困难。例如，人们在实验室里用鼠的胚胎干细胞培养出了胰岛细胞，但这些细胞移植给患糖尿病的实验鼠之后，并没有改善它们的血糖水平。可见实验室培养的细胞与体内自然发育的细胞有区别，简单地让干细胞分化之后再移植是靠不住的。但如果把未分化的胚胎干细胞越境移植给动物，它们又会长成由多种不同细胞组成的一团良性肿瘤，称为畸胎瘤。这样看来，胚胎干细胞在移植之前必须经过某种处理，保证它们发育成所需要的细胞。美国国立卫生研究所的Ron McKay等人终于克服困难，成功地用胚胎干细胞逆转了患帕金森氏症的实验鼠的症状。
Ron McKay |
帕金森氏症是一种慢性脑病，患者脑部的一些神经细胞死亡或不能正常工作，它们本来的任务是产生重要的神经信号传递物质——多巴胺。多巴胺供应不足，神经细胞和肌肉细胞之间的信息交换就会变得混乱，患者运动失调、活动困难、记忆衰弱乃至痴呆。McKay等人从鼠胚胎中取出干细胞，进行基因改造使它们能产生一种特殊的蛋白质，促使干细胞分化成能产生多巴胺的神经细胞。这样培养出的神经细胞被移植给实验鼠之后，在鼠脑部表现出正常的电生理功能——更重要的是，这些老鼠的病态行动也减轻了，动作开始恢复正常。以前也有人将部分分化的胚胎干细胞移植给实验鼠来治帕金森氏症，但一些接受移植的实验鼠体内长出了肿瘤。McKay等人的实验则没有出现这种情况，尽管他们用的技术不一定适用于人类，离临床应用还远得很，但这的确增强了人们对胚胎干细胞医用前景的信心。
Catherine Verfaillie |
如果找到拥有超强分化能力的成年干细胞，可望从另一方面解决胚胎干细胞的麻烦。接下来要讲的这项发现并不新鲜，研究者在半年前就公布了结果，本杂志今年第2期还专文介绍过。由于年初透露消息时还没有经过同行审核，只算得上研究者本人的一厢情愿，此次论文正式发表在《自然》上，才是正式对外宣布了。明尼苏达大学的Catherine Verfaillie领导的一个研究小组提取成年实验鼠和人的骨髓进行组织培养，从中分离出一种特殊的干细胞，命名为“多能成体祖细胞”（multipotent adult progenitor cells，MAPCs）。组织培养的结果表明，它能像胚胎干细胞一样无限分裂繁殖，而且植入鼠的胚胎后参与了几乎所有机体组织的发育，也就是说它能分化也所有类型的细胞。不过，所分化出的这些细胞是否具有正常生理功能，尚需进一步验证。
现在还不能确定“多能成体祖细胞”与胚胎干细胞的功能是否相同，根据目前的观察，它们在某些方面非常相似，但似乎也有一些重要差异。那么“多能成体祖细胞”究竟是什么呢？它们是动物机体从胚胎时代保留下来的、非常长命的多能干细胞吗？或者它们干脆就在动物体内不存在，只是组织培养过程中某些未知的因素刺激部分骨髓细胞回到了未分化的原始状态？通常只有干细胞转化为成熟细胞，成熟细胞却不会 “返老还童”变成干细胞。曾经参与克隆出绵羊多利的英国PPL公司今年初声称，他们成功地使牛的皮肤回到了干细胞状态，又用这种干细胞培育出了心肌细胞。PPL公司由于商业机密的原因没有公布细节，迄今也没有其他类似报告。假如“多能成体祖细胞”事实上是无心插柳地逆转了生物时钟的结果，就更有趣了。
鉴于其分化能力似乎并不输给胚胎干细胞，无论“多能成体祖细胞”是什么，反对胚胎干细胞研究的人士都会高兴的。但对科学家们来说，这项新发现并不表示胚胎干细胞可以退场，他们需要的是两类研究在不受政治压力的情况下一起进行，互为参照，使他们更好地了解细胞发育过程，才能为诸多棘手的疾病找到安全、有效、合理的疗法。
三思科学杂志：干细胞漫谈、过去与未来的好时光、科学地解决伦理问题
我们在害怕什么、绕过伦理障碍 [方舟子]干细胞研究的是是非非
美国明尼苏达大学，Catherine Verfaillie 国家卫生研究所，Ron McKay
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