ES細胞的轉(zhuǎn)基因作用

  ES細胞轉(zhuǎn)基因作用的一個重要應(yīng)用是建立人類基因病的動物模
型。由于小鼠建模并不理想，所以，哪種動物更適合于這種研究，
以及它們在實驗中是否易于管理就成為優(yōu)先考慮的因素。例如，在
廣泛使用實驗動物進行的呼吸生理研究中，使用綿羊模型系統(tǒng)研究
囊性纖維化(cystic fibrosis)就比小鼠更為合適。當(dāng)然，除非能
夠在其他種屬中獲得和小鼠一樣的由種系克隆的亞全能性細胞，否
則轉(zhuǎn)基因作用的這一應(yīng)用將只能繼續(xù)僅限于小鼠。盡管現(xiàn)有技術(shù)還
展示了另一種被稱作基因修飾的策略，即選擇沒有種系能力的細胞
，如胎兒成纖維細胞，然后將其細胞核轉(zhuǎn)移到卵母細胞中，但這種
策略要求高超的技術(shù)，還會對胎兒帶來相當(dāng)大的損害。干細胞治療
潛在的障礙

  人們對ESL細胞的主要興趣在于探索利用它們修復(fù)疾病和損傷
造成的組織、器官的前景，但由此產(chǎn)生的許多新問題卻并未受到應(yīng)
有的重視。其中最突出的問題是，能否使干細胞高效、直接地分化
而產(chǎn)生純凈的培養(yǎng)物，里面只包含我們需要的分化細胞類型而不是
混合的細胞群。一旦獲得了這種混合細胞群，就不可避免地要進行
從中嚴格剔除未分化或不適當(dāng)分化細胞的工作。剔除的方法取決于
混雜的細胞能否被容忍以及如果可以容忍，容忍的邊際是多少。一
種用于小鼠模型系統(tǒng)ES細胞分化的方法巧妙地解決了這個特殊問題
：向細胞中轉(zhuǎn)人與抗生素抗性基因或熒光素蛋白基因編碼區(qū)相連的
啟動子，該啟動子只能在所需分化細胞中驅(qū)動表達。最近的進展是
建立了可以進行遺傳修飾的人ESL細胞。盡管這個方法達到了有效
篩選所需分化細胞的目的，但仍然存在著這些經(jīng)過遺傳修飾的細胞
能否為臨床，而不僅僅為實驗室所接受的問題。
  另一個與期待中的干細胞療法密切相關(guān)的重要問題是所需細胞
類型的細胞周期狀態(tài)。在某些情況下，移植物中包含有非有絲分裂
后的細胞不但無用，甚至有害；在另一些情況下，又需要這種細胞
存在以滿足組織生長或轉(zhuǎn)換率的需要。后一種情況發(fā)生于使ESL細
胞分化為干細胞而不是分化為所需類型的完全分化細胞。鑒于越來
越多的證據(jù)表明干細胞的生存需要特殊的小生境，證實這種分化可
能很難實現(xiàn)。在體外建立和維持適當(dāng)?shù)?、能夠富集組織特異性干細
胞的小生境很可能成為一種意義重大的挑戰(zhàn)，應(yīng)對這一挑戰(zhàn)只能依
靠對個體組織生物學(xué)的透徹了解。
  另外一個與干細胞療法有關(guān)的重要問題是移植到病損組織、器
官中的細胞能否成活和行使適當(dāng)?shù)墓δ?。供體細胞在受到激素、神
經(jīng)遞質(zhì)或可溶性生長因子作用時，將它們放置在遠離病損的部位是
可行的。但是，如果無法使用上述物質(zhì)，這些細胞在被疾病或損傷
重創(chuàng)的組織或器官中能否比原駐細胞活得更好就成問題了。我們怎
樣才能瞄準(zhǔn)在體外“制造器官”的遠期目標(biāo)，巧妙解決眼前的困難
呢?我們已經(jīng)在‘‘清理’’神經(jīng)退行性疾病(neurodegenerative
disease)的組織損傷方面取得了一些進展，舉例來說，利用過表達
淀粉樣前蛋白(amyloid precursor protein)的轉(zhuǎn)基因鼠證實了抗
體介導(dǎo)清除腦內(nèi)斑塊的有效性。但這類干涉并不是在所有情況下都
需要，例如，將富含假定心肌細胞的分化ES細胞移植到大鼠左心室
的損傷區(qū)，也能夠減少損傷區(qū)域的面積并增強心臟功能。

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