干细胞移植将不再是治愈疑难杂症的唯一选择,哈佛大学的基因研究为各种疾病的治疗提供了更多选择。日前,哈佛大学的科学家将特定蛋白质直接注入患有糖尿病的小白鼠体内,成功地使普通胰腺细胞转化为可产生胰岛素的β细胞——这意味着医务人员今后可利用遗传转化(genetic transformation)技术,使人体自行修复损伤或是重新生成健康组织,治愈疑难杂症。
成功转化细胞
根据日前发表在《自然》杂志上的研究报告,科学家们激活了三个控制细胞变异的潜伏基因(dormant gene)。十天内,胰腺细胞便停止了他们的正常功能——产生酶以促进食物消化,相反地,它们开始像β细胞一样产生胰岛素调节血糖。这一过程好比装载一个新的操作系统,将个人电脑升级为苹果机。
该研究的合著者兼哈佛干细胞研究所(Harvard Stem Cell Institute)的合作主任道格·麦尔顿(Doug Melton)称,该方法同样可用于产生运动神经元细胞,治愈肌萎缩侧索硬化症(amyotrophic laterals clerosis)患者,或是用于心脏病患者以产生心肌细胞——简言之,它可以产生各种关键细胞,修复多种疾病造成的机体损伤。
麦尔顿表示,研究人员可以成功转换细胞的状态,只要相邻细胞仍保持健康,便可修复损伤细胞。该技术在实验室的小白鼠身上已经获得了成功,然而若想将其应用于人类,仍需两至三年时间。原因在于,使用该技术治疗糖尿病之外的其他疾病须经过一系列繁琐的程序:首先得找出关键基因的正确组合,然后研究启动它们的最佳方案。
这一过程即所谓的“基因直接重组”(direct reprogramming)依赖于一个事实,即所有细胞都含有一套完整的DNA基因。在细胞的成长过程中,某种未知的程序导致了不同基因的开合,从而产生肌肉纤维、神经元、心肌细胞等各种细胞。当某种细胞被损毁时,填补它们留下的空白并非易事。
新技术回避伦理争议
尽管如此,少年糖尿病研究基金会(Juvenile Diabetes Research Foundation)的再生治疗研究负责人帕特里夏·克利安(Patricia Kilian)认为,这项技术回避了一些复杂的伦理问题,而这些问题此前却在胚胎干细胞研究中备受争议。
在过去十年里,科学家们致力于在干细胞身上寻求各种绝症的解决之道,因为它们可以自然生成新的组织,然后植入病人的体内。其中以胚胎肝细胞尤为关键。只须给予恰当的化学刺激,它便成长为任意一种细胞——尽管个中奥秘仍是无人能解。胚胎干细胞研究之所以备受争议,还在于它们来自于中途损毁的成熟胚胎。
近几个月来,研究者发现了一种新的替代技术:只需激活四个活跃在细胞成型初期的基因,便可以使成年人的细胞重新回到胚胎状态。而哈佛大学的科学家考虑的则是:能否找到一条捷径,让细胞在不同种类之间直接转化,而不是重新回到胚胎状态。他们选择了干细胞研究领域的重点之一——糖尿病。
Ⅰ型糖尿病患者需要新的β细胞来产生胰岛素,因为他们原来的β细胞已被免疫系统摧毁。