最近的研究表明,终期分化细胞比成体干细胞进行克隆时的效率更高。虽然克隆技术常被视为打开潘多拉盒子,但目前克隆成功率极低,因为制约效率的机制尚不明确。克隆通常使用体细胞核移植技术(SCNT),即将体细胞DNA注入去核卵细胞。从未分化的胚胎干细胞提取DNA进行克隆容易成功,而从成年生物体提取DNA则成功率大打折扣。
成体干细胞分化程度较低,被认为可能比分化细胞更有效的DNA供体。为验证这一观点,美国匹兹堡大学医学院的程涛(音译)和康涅狄格大学的杨向中领导的研究小组,使用小鼠细胞进行对比实验,比较成体干细胞与分化成体细胞的克隆成功率。他们使用造血细胞系,其中造血干细胞(HSCs)是研究最充分的基础细胞类型,粒细胞则是终期分化的白细胞。通过表面蛋白区分HSCs和粒细胞,获得高度纯化的细胞种群。平行实验发现,使用分化粒细胞的克隆效率远高于使用HSCs。程涛表示:“考虑到SCNT效率低,人们假定使用纯化成体干细胞能提高效率,但结果令人惊奇。”
为解释这一意外结果,研究小组调查了细胞种群的转录特征。他们发现大量基因,包括涉及表观遗传修饰的基因,在粒细胞和HSCs中表达有差异。程涛认为,一种可能的解释涉及表观遗传现象:“HSCs具有独特的遗传表观组成,阻止其基因组接触卵母细胞中重要的再编程因子。”要完全解释这一发现,仍需更多实验。但程涛及其同事的工作为应用更简易、高效的克隆方法搭建了舞台,尤其对治疗性克隆重要。程涛解释说:“在所有组织中,分化细胞比成体干细胞更丰富。因此,如果从分化细胞(如粒细胞)获得的SCNT起源胚胎干细胞系能够被获得,人们可能不必分离稀有的成体干细胞。”
注:本文译自2006年12月号《自然-方法学》,版权为英国NPG出版集团所有。