世界首次山羊宫内注射人体干细胞实验成功,上海科学家为产前治疗探路——
娘胎里根除遗传病?有可能!
本报讯(记者 董纯蕾 实习生
罗鑫)有些疾病在娘胎里就已注定。上海科学家历时5年多在动物活体内的干细胞研究,让这些先天性遗传病患者看到了希望:未来有一天可以生下健康的宝宝——因为干细胞宫内移植,为产前治疗和组织损伤修复创造了可能性。
上海交通大学医学遗传研究所黄淑帧教授领衔的课题组,在世界上首次将人脐血内的造血干细胞注射到50头山羊胎中,最后欣喜地发现:诞下的39头小羊无论血液、组织还是器官里都有了人的细胞和基因!今天上午,该项研究成果通过了专家鉴定,相关论文发表于本月出版的《美国科学院院报》等国际著名学术期刊上。
终极目标
有朝一日,把正常的干细胞注射到另一个生物体内,随着干细胞的发育和分化,该生物体内的某些恶性疾病诸如血友病、神经肌肉缺陷等能被治愈,这是科学家对干细胞移植寄予的厚望。黄淑帧课题组在小鼠实验中作了验证:他们培育的HSV-tk转基因小鼠,生来就患有肝损伤,但对怀孕12天的胎鼠实施干细胞注射后,其下一代的肝损伤能得到理想的修复。
但到目前为止,干细胞研究面临着种种难题,包括技术和伦理层面的。比如,人体免疫系统自动“设防”,会对异体干细胞产生本能的“排斥”,严重者将导致移植手术完全失败。在以往的干细胞动物模型试验中,为了克服排异问题,往往会先用放射线、基因敲除等手段“捣毁”成年动物的免疫系统,不给它机会“抵抗”。但显然,这种方法今后很难用到人身上。上海科研人员为此另辟蹊径“宫内移植”——把干细胞注射入胚胎内,在胎儿早期免疫系统尚未成熟的当口“趁虚而入”,实施干细胞宫内注射,有望成功地躲过“排异关”,治疗效果无疑会改善很多。
目前进展
在松江的试验基地里,39只健康的小山羊,和“同门师兄”——国内第一头含有人基因的克隆牛“滔滔”一样外表平凡,但内涵却不同寻常。要知道在此之前,我国对干细胞多采取体外培养模式,虽然能用某种刺激因子引导它分化为某种特定细胞,但它在体内究竟如何存活、分化、扩增和基因表达,不得而知。课题组此次将干细胞直接放入活的动物体内,为干细胞在活体内的生物学行为提供了动物模型。
经过精心设计,课题组首先对妊娠的山羊“妈妈”开刀,摸准了羊宝宝的位置,再把人的脐血干细胞注射入胎羊腹腔内。前年秋天起,有B超监视“带路”,科研人员用不着动手术刀,照样能把人的脐血干细胞准确注射到胎羊腹腔内。而且注射精度也高了,妊娠45天的胎山羊就可接受注射。
专家们在国际上首次使用基因芯片分析此类“人/山羊嵌合体”的人源基因表达谱,发现羊宝宝的血液、骨髓、脾、肝、肾、骨骼肌、肺、心脏等器官里都有人的基因,最高的检出率达37%。未来,随着科技的进一步发展,科学家还可能将人的细胞和动物细胞万分离,提取纯粹“属于人”的细胞,然后给病人进行细胞治疗。
意外收获
在试验过程中,科研人员还有意外收获。随着山羊宝宝的降生,它体内的人源干细胞也随之“成长”。这就意味着将来医疗中所需的大量人源蛋白有了最好的天然“生产车间”——人/动物嵌合体的器官。以肝脏为例,它能制造4000多种蛋白,其中包括不少药用蛋白。含有人肝细胞的山羊肝,就好比是各类药用蛋白的“药厂”。不过,黄淑帧反复强调,上述种种应用前景尚处于构想阶段,离真正的临床应用还很远。
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