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不应怀疑克隆技术原理

不应怀疑克隆技术原理

中国科学院动物研究所 陈大元

  “多莉”羊的问世,它的科学意义在于它是世界上第一次否定了
“在体细胞核内基因组经历不可逆”这一传统观念,揭示了高度分化
的体细胞核在去核(去染色体)卵胞质中能重新编程(
Reprogramming),宣告人类已经进入高等动物体细胞可以进行无性繁
殖(克隆)的新时代,在国际社会引起了轰动。

  欢呼和赞扬还不到一年,美国《科学》周刊上刊登的意大利卡拉
布里亚大学的Sgaramella和美国纽约大学的Zinder联合撰文,对“多
莉”羊的身世提出了质疑。“多莉”羊是真的吗?他们首先对
Wilmut等人使用的细胞是不是绵羊乳腺上皮细胞提出怀疑,认为可能
是绵羊的干细胞。对Wilmut等人没有充分解释为什么提供供体细胞的
绵羊是有孕在身的,因此又怀疑发育成“多莉”的供体细胞可能是胚
胎细胞。

  Wilmut等人究竟用的是何种细胞,是胚胎细胞还是体细胞呢?作
为多年从事细胞核移植的Wilmut等应该有能力区别。从胚胎发育和细
胞分化程度来分析,胚胎细胞和体细胞是截然不同的。卵受精后的卵
裂球(尤其是16细胞期前的分裂球)才是真正未分化的并具有全能性
的早期胚胎细胞。到胚泡期,胚泡细胞已分成滋养层和内细胞团二部
分,内细胞团形成整个胚胎,而滋养层形成胚外组织,所以此时的内
细胞团已经丧失分化为滋养层细胞的能力,故内细胞团的全能性比卵
裂球要差一些。当原肠形成时,胚胎的一部分细胞从胚泡底层分化成
原生殖细胞,胚胎的其他细胞经过原肠作用分化为外、中、内三胚层,
此时胚胎的体细胞和生殖细胞已经分离,以后三个胚层又各自进一步
分化发育,胚胎进入器官发生期。因此,笼统地说出生前胚胎发育的
各阶段的细胞都可称为胚胎细胞。但因分化程度的不同,其潜能比内
细胞团细胞更小。到胎儿期,这时组织和器官发生基本完成,所以来
源于胎儿的细胞(除生

殖细胞外)可谓胎儿体细胞。这些细胞的分化
程度比早期胚胎细胞高,而潜能逐渐丧失。而成年个体的体细胞,才
是真正高度分化的细胞。但有些仍然保留增殖的能力,如上皮细胞
(包括腺体的上皮细胞)、肝细胞和成纤维细胞等。有些已丧失增殖
能力,如神经细胞。

  众所周知,成体的干细胞与胚胎发育早期的干细胞是不同的。胚
泡期的内细胞团,实际上是一种胚胎干细胞(母细胞),它可分化为
三胚层,继续发育即分化为胚胎或成体的所有细胞。乳腺上皮细胞伴
随有干细胞,这种干细胞与胚胎发育早期的干细胞不同,它的命运已
经被决定,它继续分化和增殖也只能形成乳腺上皮细胞,不能再分化
成其他功能的细胞。因此就干细胞而言,在不同发育阶段其潜能是不
一样的,所以乳腺干细胞应有别于胚胎干细胞。对于乳腺上皮细胞与
乳腺干细胞、胚胎细胞和体细胞的区别,应该是非常清楚的。为什么
Sgaramella和Zinder会把如此不同发育层次、不同潜能的体细胞怀疑
是胚胎细胞。这样的质疑,也使人费解。

  胚胎细胞克隆和体细胞克隆动物,都是属于动物无性繁殖。所谓
胚胎细胞克隆所用的胚胎细胞是指未分化的卵裂球或内细胞团,由于
这类工作国际上报道较多,自然就不会轰动,更不会大书特书。而今
“多莉”是动物体细胞克隆,所以科学界风云迭起。动物体细胞克隆
技术,从理论上分析是完全可行的,因为卵母细胞是全能性的,而体
细胞核含有全部遗传物质,当体细胞核移植到去核卵胞质中,卵胞质
中的可逆转因子,促使体细胞核去分化,引发重新编程,恢复全能性,
获得替代合子核的能力,使重组卵分裂发育。这个过程近年在我们的
实验动物克隆研究中已获得初步证明,并且在体外培养中能越过卵裂
停滞期,发育到胚泡。最近Wisconsin-Medison大学报道用牛卵胞
质移植异种核(羊、猪、猴等成年动物的成纤维细胞核),在体外培
养中也都能发育到胚泡期,其中以猴的发

育率最高,而猪的已孕育了
猪胚胎。可见体细胞克隆不仅是可行的,而且异种克隆亦已初见成效。
因此,从克隆技术的原理来说是无可置疑的。但也应该看到体细胞克
隆的难度的确很大,因此重复试验也得要有时日。

  作为一项突破性成果,其检测指标是十分重要的。但我们也能理
解Wilmut等人的心情,为了争取国际领先,在未获得检测指标前,先
公布其成果,这也是可以的,但必须尽快把检测结果公布。如果在检
测结果还未得手,重复试验成败还不知,过早下任何结论,都是不恰
当的。何况,Wilmut等人也正在为这些检测作努力,并表示一旦得到
分析结果,就将公布于众。再之,克隆动物试验,不少国家都在进行,
如1998年1月21日日本《产经新闻》报道农水省畜产试验场宣布用成年
牛耳朵的体细胞进行核移植,并将重组卵移植母牛体内,预计今年夏
天克隆牛将会诞生。因此,“多莉”是真是假,等结果出来再作结论,
为时不晚。

  不论“多莉”是真是假,动物克隆技术本身不该怀疑,而应更重
视和发展。面对势不可挡的“世纪”挑战,我们必须奋发图强,乘生
物高科技发展的潮头,积极发挥优势,奋勇前进。因为克隆技术能加
速优良性状的家畜的繁殖,与基因工程结合可以将动物改造成“动物
药厂”,还能拯救和保护濒危物种等等,所以克隆技术已向人类展示
十分巨大的应用前景。可以这样说,建立和发展克隆技术是社会发展
的需要,也是科技发展的必然。我国在动物克隆方面有着雄厚的研究
基础,拥有一大批优秀科技人才。尤其对于我们这种人口众多、资源
相对贫乏的国家来说,克隆技术可能具有更重要的意义。希望要善待
动物克隆技术,支持克隆技术的发展。期待动物体细胞克隆技术在我
国尽早建立和发展,让克隆技术为人类造福。

  

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