两项最新的研究成果,标志着干细胞技术正从一种概念,转变成能够看得见的现实;而与此同时,和这项技术有关的新一轮争论也刚刚开始。
几乎是在同一时间,生命科学领域传出了两项引人注目的成就:美国科学家利用胚胎干细胞所衍生的运动神经细胞让瘫痪的老鼠恢复了行走能力;英国科学家从胚胎干细胞中培育出来精子,并使之与卵细胞结合,生育出幼鼠。
在理论上,人们很早就知道胚胎干细胞可以被诱导成神经细胞,也可以被培育成精子细胞,并且,科学家们几年前就已经在实验室里做到了这两点;但是,这些从干细胞分化出来的细胞,毕竟只是在培养皿里生长。而最新的这两项成果,则是在从理论向实际应用跨进了一大步。
瘫痪病人重新站立起来的新希望
以主演系列电影《超人》而知名的好莱坞影星里夫曾因一次意外的事故而导致瘫痪,作为一名病人,他在生前坚定地支持胚胎干细胞的研究,希望这一技术能够让更多像他一样的病人站立起来。
“实际上,除了像里夫这样因外伤而致瘫痪的病人以外,还有许多病人不知道因为什么原因,神经细胞就失效了,医学上把这些疾病叫做‘神经变性性疾病’。”北京大学第三医院副院长、神经科主任樊东升解释说,由于运动神经细胞的变性,导致从神经传递到肌肉的信号丧失,病人出现全身瘫痪,著名物理学家霍金所患的“卢伽雷氏病”就属于这类疾病。由于这类疾病迄今病因不明,现有的药物根本无法解决问题。一直以来,干细胞移植被认为是治疗这类“世纪顽症”的新希望。科学研究的结果表明,这种希望正在一步步向现实迈进。
2002年,美国哥仑比亚大学的科学家首次将老鼠的胚胎干细胞诱导成为运动神经细胞,被认为看到了用胚胎干细胞治疗瘫痪的曙光。去年初,在美国威斯康星大学工作的中国科学家张素春和李学军更是成功地使用人类胚胎干细胞分化出了运动神经细胞,在干细胞研究中向前迈进了一大步。
尽管如此,这些在实验室里培养出来的细胞在被植入活体后能否继续生长,并表现出功能,仍需要进一步研究。
6月19日出版的《神经科学年报》上,美国约翰斯·霍普金斯大学的道格拉斯·克尔教授发表的一项研究成果,回答了这个问题。他们把从干细胞衍生而来的运动神经细胞移植给瘫痪的老鼠,使它们的肌肉力量和功能得到了恢复。据报道,在接受治疗的15只老鼠中,有11只老鼠的瘫痪得到明显改善,能够重新活动起来。
樊东升认为,在这项研究中,科学家们让移植进体内的运动神经细胞和体内的神经、肌肉有效地连接起来,并成为具有生理功能的神经网络,这是一项艰难的工程。据报道,克尔的研究小组经过许多实验,最终发现两种新药AMP (cAMP)和Rolipram可以保证移植进体内的神经细胞继续良好地生长,而他们使用另一种名为GDNF的制剂,来对这些细胞的生长进行“导向”,最终使被植入的细胞和体内的神经、肌肉正确地连接起来,并发挥功能。
上述几种药物被称为保证神经生长和连接的“鸡尾酒”,科学家们发现,如果缺少了其中的任何一种成分,瘫痪老鼠的运动神经都不可能得到有效的恢复。