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羊水干细胞能让布什回心转意吗?

来源:科学时报
摘要:位于北京奥运村西侧的中国科学院动物研究所新园区日前正式启用,新园区总建筑面积44万多平方米,包括科研实验楼、研发楼和生殖楼,以及标本楼和动物博物馆等。动物所新园区不仅为研究人员提供了良好的科研条件,而且极大地改善和提高了珍贵动物标本的保存条件。美国WakeForest大学Atala教授领导的一个研究小组,日前从羊......

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        位于北京奥运村西侧的中国科学院动物研究所新园区日前正式启用,新园区总建筑面积44万多平方米,包括科研实验楼、研发楼和生殖楼,以及标本楼和动物博物馆等。动物所新园区不仅为研究人员提供了良好的科研条件,而且极大地改善和提高了珍贵动物标本的保存条件。动物所新园区迁建工程项目于2001年12月27日得到了国家发改委的立项批复,2003年10月25日开工,2006年12月底竣工。



        美国Wake  Forest大学Atala教授领导的一个研究小组,日前从羊水中找到了丰富的干细胞,并利用这些干细胞培育出包括脑、肝和骨在内的多种类型的组织细胞。这一重要的研究成果表明,科学界不仅又发现了一类具有重要应用前景的新的干细胞来源,而且有望避开长期以来困扰干细胞研究的伦理之争。研究结果发表在最新出版的Nat  Biotechnol(2007,25:100)上。



        羊水中的干细胞



        干细胞是人体及其各种组织细胞的最初来源,具有高度自我复制能力、高度增殖和多向分化潜能、可植入性和重建能力等特征。领导这项研究的美国Wake  Forest大学组织工程专家Atala称,他带领的研究小组花了数年的时间最终确定从羊水中找到的细胞就是真正的干细胞,因为他们观察到从孕有男婴的羊水中提取出的干细胞系中都有Y染色体存在,说明这些羊水干细胞的确是来自胎儿,而不是来自母亲。



        国家“863”计划“组织器官工程”重大专项总体专家组组长、首席科学家、军事医学科学院干细胞与再生医学研究中心主任裴雪涛研究员在接受《科学时报》记者采访时说,将羊水干细胞称为羊水来源的干细胞更为准确,因为羊水中的干细胞很可能是一个不均一的细胞群体,其中的多数细胞是胚胎和胎儿早期不同发育阶段的不同组织脱落的细胞,因此,其中既含有非常接近于胚胎干细胞的类胚胎干细胞,也会有早期组织器官来源的较原始的神经干细胞、肝脏干细胞、造血干细胞等等;此外,其采集时机的不同也会导致其中干细胞的含量和种类会有所不同。



        美国科学家发现孕妇的羊水中大约含有1%的干细胞。这种干细胞在培养皿中被成功地诱导成神经细胞、肌肉细胞等其他种类的细胞组织。研究人员将由羊水干细胞分化出的神经细胞植入脑部受损的小鼠患部,发现受损脑部的细胞得到重建,部分脑功能得以恢复;将分化出的骨细胞植入小鼠体内,成功长出骨组织;分化出的肝脏细胞能起到分泌作用。



        Atala的实验发现,羊水干细胞和胚胎干细胞一样,能在培养皿中存活数年并且繁殖很快,在可塑性、生长能力等方面与胚胎干细胞十分相似。这一重要研究发现表明,人类不仅发现了发育年龄更早,性能更接近胚胎干细胞的干细胞新来源,而且在胚胎干细胞研究备受争议的今天,有望找到胚胎干细胞的替身。



        胚胎的“地位”



        自1998年美国科学家首次从胚胎中成功分离出干细胞以来,有关胚胎干细胞的研究一直纷争不断,甚至被冠上了“为科研目的而杀害可能形成的人”的罪名。



        尽管各国对胚胎干细胞研究的立场各不相同,但最终都归结到了如何看待胚胎这个关键问题上。一种是以英国政府为代表的立场,认为从受精算起14天内,神经系统尚未开始发育的早期胚胎,是一种可以利用的生物材料,可以将它们用于医学基础研究的新的治疗方法的探索,这一观点得到了许多科学家的赞同和支持。另一种来自保守派的观点认为,卵细胞从受精的那一刻起就已经是“人”了,因而不能成为任何研究的对象和材料,在这些国家是坚决禁止胚胎干细胞研究的。第三种观点是支持用“多余胚胎”进行科学研究,经过10年“讨价还价”,法国于2004年重新修订了《生命伦理法》,这一法案为研究人员利用那些被废弃的胚胎进行研究开了绿灯。



        但美国总统布什却一直捍卫着“胚胎自受精开始就是一个生命个体”的观点。2001年,布什总统颁布了限制干细胞研究的政策,规定联邦经费只能资助科学家们使用2001年8月9日前采集的21个人类干细胞系进行研究,该法案紧紧束缚了美国科学家的手脚。2006年7月19日布什首次行使否决权,否决了一项被称为H.R.  810议案的《干细胞研究加强议案》,此举在美国国会、科学界和民间引起轩然大波。



        中国医学科学院组织工程研究中心主任赵春华研究员在接受《科学时报》记者采访时说,干细胞研究之所以存在伦理方面的问题,其关键在于不同国家、宗教和信仰对于生命定义的不同。胚胎究竟是不是生命,破坏胚胎是不是等同于扼杀生命,这正是伦理之争的实质。显然,用于研究的羊水干细胞都是一些受孕妇女自愿捐助的,而且提取过程不会损害母亲身体,也不像胚胎干细胞研究那样扼杀胚胎,不存在伦理争论。



        北京大学第一医院教授李本富在接受《科学时报》采访时说,羊水干细胞的科研伦理问题和胚胎干细胞不同,并不是集中在对胎儿和孕妇生命权利的考虑上,而是集中在孕妇及其亲属的知情权上。李本富强调了使用羊水来研究需要注意的几个问题。首先是抽取羊水并不是每个孕妇都必须经历的检查,只有当怀疑胎儿患有疾病时才需要抽取,检查所剩的羊水才适合用来作研究,不能为了作研究而专门抽取羊水。其次,每次抽取羊水的量不能过多,否则也会影响胎儿安全。第三,如果要用抽取剩下的羊水进行科研,必须征得孕妇或亲属的书面同意,最好能经过伦理委员会的审查。



        应用前景令人鼓舞



        羊水干细胞的“横空出世”为何会引来科学界如此广泛的关注呢?裴雪涛说,羊水干细胞的特点是具有高度增殖能力、多向分化潜能、获取相对容易、免疫原性较弱、致瘤性较低等,这些独特的优势使其成为一类具有重要应用前景的新的干细胞来源。羊水干细胞的应用领域和方向与其他来源的干细胞是基本一致的,即在心血管疾病、糖尿病、帕金森氏症、早老性痴呆、癌症等疾病的再生治疗,组织工程的种子细胞,发育生物学模型,基因和蛋白功能研究,药物筛选与评价等方面均有广阔的应用前景。



        赵春华介绍说,一些使用羊水干细胞开展的人体组织试验性研究也正在进行中。如瑞士学者已经从羊水中提取干细胞成功培育出人类心脏瓣膜,这项代表性研究结果提示,将来或许可以在先天性瓣膜疾病胎儿出生前就利用其干细胞预制出心脏瓣膜,在其出生时直接进行瓣膜移植以彻底治愈疾病。



        赵春华认为,目前,科学界普遍公认的干细胞分类方法是按照其来源分为胚胎干细胞和成体干细胞两大类。羊水干细胞应属于成体干细胞,因此成体干细胞的临床应用的范围都是适合于羊水干细胞的。羊水干细胞的取材便捷、高分化潜力、冷冻时效令人满意和有效避免伦理之争等优点,为人类探讨更多的疾病治疗前景带来了新希望。但生命的复杂性远远超出人们的想像,要弄清生命发育的全部机理,应用羊水干细胞以及更广泛的成体干细胞治疗重大疾病,还有很长的路要走。



        尚无法取代胚胎干细胞



        为了避开胚胎干细胞引发的伦理之争,人们一直希望能找到一种能替代胚胎干细胞的新的干细胞,羊水干细胞被寄予了极大的期望。那么,羊水干细胞到底是胚胎干细胞还是成体干细胞呢?研究者Atala称,“它处于胚胎干细胞和成体干细胞的中间状态”。



        裴雪涛也认为,与胚胎干细胞和成体干细胞相比,羊水来源的干细胞在“年龄结构”和增殖分化能力方面介于二者之间,其在获取技术、伦理学限制、致瘤风险等方面优于胚胎干细胞,但在增殖分化能力、形成复杂组织器官的能力、发育生物学研究价值等许多方面均无法替代胚胎干细胞。与成体干细胞相比,羊水干细胞具有增殖能力更强、倍增速度更快和多向分化潜能等优势。所以,从干细胞发育生物学的角度看,羊水干细胞介于二者之间。



        赵春华指出,羊水干细胞无论是从科学意义上、还是应用价值上都无法取代胚胎干细胞。首先,胚胎干细胞可以使人们了解许多关于人体发育早期的重要问题,人体胚胎干细胞的一个标志性特性,就是它们具有分化为超过220种不同类型细胞的能力,而目前人们并不清楚从羊水干细胞到底可以获得多少种不同类型的细胞;其次,目前没有哪个实验室宣称清楚地了解羊水干细胞的所有特性。任何一项新技术的出现都会令人振奋,但越是振奋越应当保持理性的态度。



        “由于羊水干细胞的获取往往是在常规的羊水穿刺检查时,利用多余或废弃的羊水进行分离提取,不会对胎儿的发育造成影响,更不会涉及胚胎的破坏与否,不会有太大的伦理学争议。但是,胚胎干细胞在发育分化上的全能性、形成复杂组织器官的潜能、发育生物学研究与疾病发生研究的价值等方面仍具有明显的优势,羊水干细胞目前还无法取代胚胎干细胞。”裴雪涛说。



        有关人类胚胎干细胞研究之争不会因羊水干细胞的发现而偃旗息鼓。虽然羊水干细胞的“年龄”更接近于胚胎干细胞,但它还不能取代胚胎干细胞,因此要让布什真正回心转意并非一件容易的事。



        链接:全球胚胎干细胞研究



        禁止将胚胎及其细胞系用于科研目的的国家和地区有:奥地利、爱尔兰、挪威、波兰及美国的一些州等。



        禁止将胚胎用于科研目的,但允许使用胚胎干细胞系的国家和地区有:德国、意大利、美国(联邦拨款的资助仅限于对2001年前建立的细胞系所进行的研究)。



        允许使用出自体外受精的多余胚胎及其细胞系的国家和地区有:加拿大、丹麦、芬兰、西班牙、希腊、匈牙利和法国等。



        以科研为目的克隆和治疗性克隆研究,允许使用体外受精的多余胚胎及其细胞系的国家和地区有:比利时、中国、韩国、印度、以色列、荷兰、新加坡、瑞典、英国、澳大利亚和美国的几个州。
作者: 2007-2-14
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