当前位置: 主页 > 神经科学 > 干细胞与再生

羊水中的第二生命:羊水干细胞的研究进展与前景

2007-02-06 04:06 未知 《自然生物技术》 阅读 0
核心摘要: 美国科学家发现孕妇羊水中含有约1%的干细胞,这些干细胞与胚胎干细胞品质接近,可分化成神经、肌肉、骨、肝等多种细胞类型,并在动物模型中成功修复受损组织。该研究由韦克福雷斯特大学和哈佛大学合作完成,成果发表于《自然生物技术》。羊水干细胞提取无创、无伦理争议,为再生医学提供了新的干细胞来源,尤其在美国胚胎干细胞研究受限的背景下意义重大。

美国科学家的一项新成果表明,从羊水中抽取的干细胞与从胚胎中萃取的干细胞品质非常接近。再生医学的这一新进展近日吸引了公众的关注。

美国科学家发现孕妇的羊水中含有约1%的干细胞。通过干预,这些干细胞在培养皿中被成功诱导分化为神经细胞、肌肉细胞等多种细胞类型。随后,科学家将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;分化出的肝脏细胞也能发挥分泌功能。

这项研究由美国韦克福雷斯特大学和哈佛大学的科学家共同完成。研究者在《自然生物技术》杂志上发表文章称,他们在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、肝和骨在内的多种组织细胞。

“我们希望这些干细胞可以在组织修复和器官移植方面大显身手。”韦克福雷斯特大学再生医学研究所所长、研究带头人安东尼·阿塔拉表示。

长期以来,从胚胎中抽取干细胞会破坏胚胎,胚胎干细胞研究受到限制,干细胞来源非常有限。因此,研究人员试图寻找与胚胎干细胞类似的替代品。经过7年研究,美国科学家发现,羊水干细胞与胚胎干细胞品质非常接近,且提取过程不会对母体和胎儿造成伤害。更令人兴奋的是,阿塔拉指出,这些干细胞来源于胎儿本身,而非母亲。

“阿塔拉博士的研究将干细胞研究推向了一个崭新的高度。”美国干细胞先进技术公司首席科学家罗伯特·蓝泽评价道。

灵感来自胎儿羊水检查

干细胞具有自我更新、高度增殖和多向分化的潜能,可再生成各种组织器官甚至克隆人体,因此被称为“万用细胞”。干细胞分为胚胎干细胞和成体干细胞。胚胎干细胞从受精卵发育早期的胚胎中提取,“可塑性”最强,可分化成人体超过220种组织细胞。成体干细胞存在于大部分组织中,如骨髓、神经、肝脏、皮肤、脂肪等,但其发育多向性和增殖能力远不如胚胎干细胞。

“这也是研究者钟爱胚胎干细胞的原因。”国家863计划“干细胞与组织工程”专家组首席科学家裴雪涛说。由于胚胎干细胞来源少及伦理限制,研究者希望找到发育年龄尽可能早的成体干细胞,即更接近胚胎干细胞的成体干细胞。科学家注意到胎盘、脐带血,进而想到羊水。

医学界已知胎儿在母体中存在新陈代谢,脱落的细胞存在于羊水中。医生通过羊膜穿刺获取羊水,检测胎儿先天缺陷。裴雪涛指出,羊水中存在胎儿脱落的细胞,其中可能含有干细胞,且其发育年龄比脐带血和胎盘更早。

阿塔拉说:“长久以来,我们知道羊水中含有多潜能祖细胞,我们一直在探索是否可能提取到真正的干细胞。研究显示,羊水干细胞确实存在。”

那么,羊水干细胞是胚胎干细胞还是成体干细胞?阿塔拉认为,它处于两者中间状态,兼具两种干细胞的功能,可能处于胚胎干细胞向成体干细胞过渡的阶段,因为实验表达了两类干细胞的标记蛋白。裴雪涛则认为,羊水干细胞是一个不均一的群体,难以确定其确切来源。

品质接近胚胎干细胞

“可以肯定的是,羊水干细胞具有胚胎干细胞的品质。”阿塔拉指出,“目前我们还不清楚羊水干细胞能分化成多少种细胞,但尝试分化和培育的每一种细胞都取得了成功,且通过了功能测试,表明其医用价值。”

事实上,在羊水中找到干细胞并非首例。瑞士苏黎世大学西蒙·赫斯特鲁普博士在2006年11月美国心脏协会会议上宣称,已成功利用羊水干细胞培育出心瓣膜细胞。实验过程为:羊水诊断时获取羊水,分离出胎儿干细胞,置于生物塑胶上培养,4到6周后培育出12个心瓣膜,功能测试正常。

但美国科学家的研究前进了一大步,他们证明羊水干细胞非常接近胚胎干细胞的性能,表明人类发现了发育年龄更早、性能更接近胚胎干细胞且用途更广的干细胞新来源。在胚胎干细胞研究受限的背景下,找到了替代品。

阿塔拉说,羊水干细胞和胚胎干细胞一样能在培养皿中存活数年,每36小时数量翻倍,且不产生肿瘤,这一点甚至胜过胚胎干细胞。

研究与美国现行政策密切相关

裴雪涛指出,羊水干细胞研究在美国取得进展与美国对胚胎干细胞的政策密切相关。2001年布什总统禁止联邦经费资助胚胎干细胞研究,科学家只能使用有限的细胞系。2006年布什首次动用否决权否决了支持胚胎干细胞研究的议案。2007年众议院虽通过支持方案,但未达到推翻否决权的票数。

正是在此背景下,羊水干细胞的发现意义重大——提取过程对母体和胎儿无害,可免除道德争议。不过,哈佛大学干细胞研究人员乔治·大力博士认为,胚胎干细胞研究的争议不会因此平息,羊水干细胞不能完全替代胚胎干细胞,后者对研究早期人类发展至关重要。

    发表评论