上海科学家成功将人干细胞植入羊胎

　　七年积蓄，喷发出生命科学领域的新辉煌。继1999年成功培育出国内第一头含有人基因的克隆牛“滔滔”后，上海交通大学医学遗传研究所黄淑帧教授领衔的课题组，又在国际上首次将人脐血内的造血干细胞移植到50头山羊胎中，生出的39头小羊的血液、组织和器官里都有了人的细胞和基因。

　　相关研究成果刊登在了本月的《美国科学院院报（PNAS）》上，并于今天上午通过了

专家鉴定。

　　■专家解读 独辟蹊径巧解排异难题

　　黄淑帧教授告诉记者，干细胞移植，被视为未来最具前景的治疗手段之一。但干细胞研究也面临着许多难题，例如把干细胞移植到异体体内，会遇到排异问题，因此找到合适的配对者十分困难。此外，胚胎干细胞虽然能分化成全身各组织的细胞，但也牵涉到许多伦理问题。韩国科学家黄禹锡造假事件中的伦理问题就备受质疑。

　　不过，黄淑帧教授领衔的课题组却独辟两条“蹊径”，他们选取另一类干细胞———成体干细胞来作研究。比如造血干细胞，尽管它不像胚胎干细胞那样“全能”，但同样能分化成许多种组织细胞，也避免了伦理道德问题。

　　为了解决排异难题，过去做干细胞实验，总要先用放射线、基因敲除等手段，“废”了成年动物的免疫系统，但这种方法很难用到人身上。为此，交大科学家想出了“宫内移植”的方法，把干细胞打到胎儿身上去。黄教授解释说，由于胎儿早期的免疫系统还很“幼稚”，因此不能辨认外来细胞，也就不会产生排斥。

　　■实验回放 羊肚子里流着人的基因

　　怎么会想到在羊身上“种”人的干细胞？黄教授说，过去通常是在培养皿里做干细胞的体外实验，无法观察干细胞在活体水平上的存活、分化、扩增和基因表达状况。研究要深入，就必须把研究转向动物身上做实验。

　　在这两个新思路的指导下，上海交大医学遗传所承担的这一国家863专项首先对妊娠的山羊妈妈开刀，摸准了胎中羊宝宝的腹部位置，把人的脐血干细胞用针注射进去。2004年秋天，他们又在B超监视引导下，不动手术刀，成功地将干细胞注射到羊胎儿的腹腔内，还把移植的时间提前到了45至55天的妊娠期。

　　人的干细胞进入羊肚子里，会不会到处“乱跑”？怎么知道它们的分化、增殖过程？为了得到答案，专家们还给注射进去的干细胞装上了“追踪器”———绿色荧光蛋白（GFP）。如果在紫外灯显微镜底下，看到绿色的荧光，那就是人的细胞啦。

　　此外，专家们还在国际上首次使用基因芯片分析了这种“人-山羊嵌合体”的人源基因的表达谱，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%。以肝脏和血液为例，除了外表看上去是羊的肝外，内核都是人的细胞，血液中也表达了人血清的白蛋白。

　　■现场探秘 羊宝宝住顶级“别墅”

　　通过这套技术，课题组对50头山羊实施了人干细胞注射，除了11头羊妈妈不幸流产外，其余39头均顺利产仔，最大的羊宝宝已经有4岁多了。研究发现，这些干细胞均能在小羊体内长期存活，并且持续稳定地表达人源基因。

　　在所长曾溢滔院士的带领下，记者昨天来到这些神奇羊宝宝的“家”———坐落于松江生态园区的上海医学遗传研究所动物试验基地。67岁的曾溢滔教授曾在1999年春培育了我国第一头克隆牛“滔滔”以及乳汁中含有人凝血因子的克隆羊，引起了国内外巨大轰动。但此后，曾院士领导的研究所一直关起门来，不接受媒体采访。

　　作为曾院士的夫人，黄淑帧教授笑着把这7年比喻成“闭门造羊”。“之所以不对外界开放，就是为了能有一个安静的科研环境，科学研究需要戒骄戒躁。”

　　200亩郁郁葱葱的试验基地里，零星点缀着几栋红、蓝色的房子，蓝顶的就是干细胞异种移植羊的“别墅”了。为了参观羊宝宝，记者必须穿过走廊，换上白色隔离服，套上鞋套，再走过一块浸过消毒水的脚垫，才得进入羊舍。

　　曾院士自豪地说：“这可能是最舒适的羊宫殿了，完全模拟天然的生态环境，还具有专利呢。”它是上下两层设计，中间由一层布满小孔的防滑地板隔开。小羊都在上层生活，而排泄的粪便就从小孔中漏下来。这些小孔的大小计算得刚刚好，既能防止个头最小的小羊“调皮”地将脚伸出去，又可以使最大的粪便颗粒掉下来。

　　记者采访时，正是小羊的开饭时间。开放吃草的铁栅栏是伸缩式的间隔设计，定点开放，每1米可容3只羊间隔吃草。这样设计也是为了防止大羊与小羊抢草吃。之后，记者又跟随曾院士去看小羊饭后放风、晒太阳。昨天的气温很高，小羊却很惬意。原来，这里的地面是由煤渣、水泥等材料混合铺成的，具有防晒、抗热的功效。

　　展望未来：血友病患者也能生健康宝宝

　　《美国科学院院报（PNAS）》是与《科学》、《自然》杂志齐名的世界三大综合性科学学术期刊。上海科学家的这一成果，何以能登上《PNAS》？对于首次将人的造血干细胞移植到山羊身上，曾溢滔院士娓娓道出了其背后的意义——

　　首先，我们为干细胞在活的生物体内的研究开辟了新思路。过去基本上都是在体外做实验，不能真实反映干细胞在生物体里面分化、增殖的机制。而人与山羊异种移植嵌合体的诞生，提供了研究干细胞的新动物模型。

　　众所周知，现在要给病人移植器官，器官来源非常有限，还总有配对、排异等难题。随着这一研究课题的深入，将来人类是否可以去找羊换器官？比如糖尿病人，是否可以把自己的干细胞移植到羊身上，“种”一个健康的胰岛出来给自己用，而且不用担心排异反应？曾院士表示，目前的实验正是为实现异种器官移植提供材料基础。

　　还有像血友病、地中海贫血、神经肌肉缺陷等先天性遗传病的患者，未来就不用为家族病史而被迫放弃生育健康孩子的希望了。通过干细胞宫内移植，就可以像打预防针一样轻松进行产前治疗和组织损伤修复。黄淑帧课题组还用实验验证了这一思路，他们培育的HSV-tk转基因小鼠可诱导肝损伤，通过对怀孕12天的胎鼠注射干细胞治疗后，出生的鼠宝宝的肝损伤得到了理想的修复。

　　最后，利用这一技术，我们还能把人与动物的嵌合体的器官当作“药厂”。以肝脏为例，它能制造4000多种蛋白，如果羊身上能长出一只含有人肝细胞的羊肝，就能以此为生物反应器，分离提取出人肝细胞合成的各种药用蛋白。不过，曾院士也强调，目前这些应用前景尚处于构想阶段，离真正的应用还有相当远的距离。□晚报记者 许可臻 摄影 陈焕联

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　　市第一人民

　　此外，先天性疾病包括血友病、地中海贫血、先天性愚型、多指(趾)、白化病、苯丙酮尿症、色盲、侏儒症、先天性聋自、先天性心脏病、先天性白内障、遗传性代谢缺陷病、唐氏综合症等，这类疾病至今已发现了数百种，但大多数疾病仍无有效治疗方法。□记者 陈烨