廖聯(lián)明
各國爭相發(fā)展的重點項目
iPS技術(shù),,即誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞技術(shù),,是一種將成體成熟,、分化的體細(xì)胞重編程獲得類似胚胎干細(xì)胞的新興技術(shù)。2007年11月美國和日本科學(xué)家分別獨立宣布可將人類皮膚細(xì)胞轉(zhuǎn)化為iPS細(xì)胞,。這一發(fā)現(xiàn)被《自然》和《科學(xué)》雜志分別評為2007年第一和第二大科學(xué)進展,。之后,iPS細(xì)胞研究迅猛發(fā)展,,不同的國家和實驗室紛紛報道了多種方法建立的iPS細(xì)胞系,。就連世界第一只體細(xì)胞克隆動物多利羊的培育者伊恩·威爾莫特也宣布放棄人類胚胎干細(xì)胞克隆研究,轉(zhuǎn)而進行 iPS 細(xì)胞研究,,因為他認(rèn)為這種細(xì)胞比胚胎干細(xì)胞更具潛在優(yōu)勢,。
我國連續(xù)多年將干細(xì)胞研究列入“863”、“973”,、國家自然基金重點項目,。國務(wù)院2006年發(fā)布的《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》中,,干細(xì)胞作為五項生物技術(shù)之一成為未來15年我國前沿技術(shù)的重點研究領(lǐng)域。
致瘤風(fēng)險浮出水面
近日Yamanaka研究組在《自然·生物技術(shù)》上發(fā)表的文章顯示,,用iPS細(xì)胞誘導(dǎo)的神經(jīng)干細(xì)胞,,即使不含c-Myc(曾被認(rèn)為是導(dǎo)致腫瘤的主要原因),在植入NOD/SCID免疫缺陷小鼠后仍有很強的致瘤性,,甚至高于胚胎干細(xì)胞,。
他們共研究了36個iPS細(xì)胞克隆,,在誘導(dǎo)方式上,,有些誘導(dǎo)劑配方中含有c-Myc基因,有些沒有,,因此具有較好的代表性,。同時他們選擇了3株胚胎干細(xì)胞作為對照。在45周的觀察中,,移植胚胎干細(xì)胞來源神經(jīng)干細(xì)胞的34只小鼠有4只長出腫瘤,。在100只移植胚胎成纖維細(xì)胞來源的iPS神經(jīng)干細(xì)胞小鼠中34只發(fā)現(xiàn)腫瘤,概率和胚胎干細(xì)胞相當(dāng),。在55只移植成人成纖維細(xì)胞來源的iPS神經(jīng)干細(xì)胞小鼠中46只發(fā)現(xiàn)腫瘤,,概率遠高于胚胎干細(xì)胞。在36只移植肝細(xì)胞來源的iPS神經(jīng)干細(xì)胞小鼠中10只發(fā)現(xiàn)腫瘤,,概率高于胚胎干細(xì)胞,。8只移植胃上皮細(xì)胞來源的iPS神經(jīng)干細(xì)胞小鼠中未發(fā)現(xiàn)腫瘤。病理學(xué)檢查證實腫瘤均為畸胎瘤,,部分為惡性畸胎瘤,。
研究還發(fā)現(xiàn),以前認(rèn)為致瘤性很強的c-Myc在去掉后并沒有減少iPS神經(jīng)干細(xì)胞的致瘤性,,相反以前認(rèn)為沒有致瘤性的Nanog基因卻可以明顯增強iPS神經(jīng)干細(xì)胞的致瘤性,。
這次試驗的另一個意外結(jié)果是并未發(fā)現(xiàn)在生成的腫瘤細(xì)胞中有c-Myc或其他基因的激活。以前的觀點認(rèn)為,,轉(zhuǎn)入的癌基因是iPS致瘤性的基礎(chǔ),,只要在iPS細(xì)胞誘導(dǎo)成功后通過各種方法去除已完成使命的癌基因即可使iPS細(xì)胞免于致瘤性。這次試驗的結(jié)果無疑給這些想法留下了陰影,,而且使iPS致瘤的機制更加撲朔迷離,。
我國學(xué)者早期提出擔(dān)憂
在我國留美學(xué)者劉實博士看來,iPS細(xì)胞的誘導(dǎo)過程和腫瘤的發(fā)生過程非常相似,,而iPS細(xì)胞是將“激活”的癌基因(而且還不止一個)轉(zhuǎn)入了體細(xì)胞,,因此其致瘤性也就不足為奇。2008年劉實的觀點以綜述形式在美國《干細(xì)胞和發(fā)育》雜志發(fā)表,,對iPS細(xì)胞的安全性提出自己的見解和擔(dān)憂:指望在iPS細(xì)胞誘導(dǎo)配方中去除Myc來使其免于致瘤性的想法可能只是“良好的愿望”,,因為其他基因的致瘤性也不能忽視,。比如已有研究表明Oct-3/4基因在人類乳腺癌干細(xì)胞和膀胱癌中高度表達;曾經(jīng)被認(rèn)為是抑癌基因的KLF4也被重新定為癌基因,;Nanog的過度表達也和白血病相關(guān)等,。2008年8月Yamanaka 在《科學(xué)》雜志對劉實進行感謝,因為劉實對其發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的無致癌性iPS細(xì)胞理論提出了質(zhì)疑,,而Yamanaka繼續(xù)對那些iPS細(xì)胞進行觀察后也確實發(fā)現(xiàn)了異常,。Yamanaka在《自然·生物技術(shù)》上發(fā)表的新文章就是在接受劉實批評的基礎(chǔ)上進行了比較系統(tǒng)化的iPS細(xì)胞致癌性研究后得出的。
回顧胚胎干細(xì)胞的研究歷程,,11年已經(jīng)過去,,當(dāng)初的許多愿望還留在人們的腦海中,胚胎干細(xì)胞的致瘤性問題至今沒有得到完全的解決,,而iPS細(xì)胞又出現(xiàn)了類似的問題,,這巨大的挑戰(zhàn)能否克服呢?讓我們拭目以待,。