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发布时间:2014-10-17

小保方晴子


STAP细胞是什么?用保存下来的细胞和基因的数据来解开谜团
有关STAP细胞的研究成果,被称作"推翻了生物学界的常识",在2014年1月30日发表的同时就传遍了全世界。但是,由于受到无数质疑,2014年7月2日,英国的学术期刊《自然》撤回了与STAP细胞有关的论文。STAP细胞究竟是什么 通过对保存下来的STAP干细胞和之前对基因分析的数据进行分析,谜团正在逐渐解开。
本文根据到7月14日为止的信息撰写

2014年7月2日,英国的学术期刊《自然》撤回了日本理化学研究所发育与再生科学综合研究中心学术带头人小保方晴子(下文称小保方)的2篇有关STAP细胞的论文。STAP是Stimulus-Triggered Acquisition of Pluripotency(刺激触发性多能性获得细胞)的缩写。
被称为"世纪大发现"的这项研究,从论文发表的1月30日至今,引起了众多研究者的关注。全世界为之做了各种各样的重复实验,但是没有任何一个人获得成功。加上人们找出了论文中好几个图片有被修改的痕迹,慢慢就导致了人们对STAP细胞是否真的存在产生了怀疑。最后《自然》杂志宣布撤回论文,对STAP细胞的研究成果就正式回到了白纸一张的状态。
那么,STAP细胞究竟是否存在?目前,对论文共同执笔者之一、日本山梨大学的若山照彦教授(下文称若山)保存在他的研究室里的STAP细胞的基因和互联网上公开的STAP细胞的基因数据进行重新分析,小保方所宣称的STAP细胞究竟是什么正在逐渐明了。
根据重新分析的结果,论文中列出的STAP细胞的数据,很有可能就是用至今为止众所周知的"ES细胞"等各种各样的细胞拼凑出来的。让我们详细看看为什么会有这种可能吧。
宣称只要浸入弱酸性溶液就能获得万能性
首先,我们可以回顾一下,在这两篇被撤回的论文中,小保方宣称的STAP细胞是一种什么样的东西。
小保方等首先把弱酸性溶液滴入刚出生的实验小鼠的脾脏细胞中,浸泡30分钟给予刺激,然后继续对这些细胞进行培养。于是他们发现,这样做使得这些细胞具备了能变成(分化成)各种各样的细胞的能力。这就是小保方宣称的STAP细胞。STAP细胞不仅能够分化成构成机体的所有细胞,还能够分化成胎盘细胞。它具有非常低的增殖能力,数目几乎不增加。
据说小保方还用含有被称为"ACTH"的激素的培养液培养STAP细胞,从而发现了STAP细胞变成了具有高增殖能力的细胞。但是,这种细胞丧失了分化成胎盘细胞的能力。小保方就称它们为"STAP干细胞"(见上面的插图和表)。
在实验的什么环节中偷换了细胞?
STAP细胞或STAP干细胞主要是由小保方和若山制作的。因此,若山的实验室还保存着STAP干细胞和制作STAP细胞时使用的小鼠。3月18日,若山受到对之所发表的论文的源源不断的质疑,便委托第三方机构对所保存的STAP干细胞进行分析。
结果令人震惊。制作STAP细胞时使用的小鼠竟然和应该用这只小鼠的细胞制作的STAP干细胞的遗传信息不一样。在制作STAP干细胞的实验中并不包含转基因实验。也就是说,这个分析结果意味着,在制作STAP干细胞的实验过程中的某个环节,细胞被偷换的可能性极大。
让我们接着仔细分析。在若山的实验室里是这样制作STAP细胞的。首先,若山让"B6"品系的小鼠和"129"品系的小鼠交配,生出实验小鼠。若山把这些实验小鼠交给小保方,小保方摘出这个实验小鼠的脾脏细胞,用酸刺激制成STAP细胞。然后,若山接收小保方制成的STAP细胞,将它制成STAP干细胞。
若山提供的用于制作STAP细胞的小鼠的细胞内,插入了能使细胞发出绿色荧光的"GFP基因"。第三方机构检查了这个"GFP基因"插入在染色体的哪个位置。染色体是来自父体(1组)和母体(1组)的遗传物质。每组染色体为20条,所以,实验鼠每个细胞内有40条(20条×2组)染色体。
6月16日,若山召开记者招待会,公布了第三方机构的分析结果。根据分析结果,小保方用于制作STAP细胞的小鼠的细胞内,第18号染色体上插入了GFP基因。可是,在若山的实验室里保存着的名为"FLS"的STAP干细胞内,GFP基因却插入在了第15号染色体。并且确定,第18号染色体上并没有所插入的GFP基因(左图)。在制作STAP细胞的一系列实验方法中,GFP基因的插入位置是固定的。也就是说,只可能是在实验的什么环节中细胞被偷换了。
在公布之后,日本理化学研究所综合生物医学研究中心的高级研究员远藤高帆等人进行了更加详细的分析,结果是STAP干细胞内被插入GFP基因的可能也不是第15号染色体。但是,第18号染色体上并没有插入GFP基因的结论不变。目前,远藤高级研究员等人正在进行详细调查,准备弄清楚究竟什么基因插入到了什么地方。
第三方机构还分析了被称为"AC129"的另外的STAP干细胞。AC129与用B6和129品系的双亲所生的小鼠制作的FLS细胞不同,是用双亲都是129品系的子鼠制作的。但是,在小保方用这种新子鼠制作的STAP细胞的基础上,若山进一步制作的STAP干细胞中,却不仅发现了129品系的基因,还发现了B6品系的基因。
也就是说,论文中使用的小保方交回的细胞,无论是FLS还是AC129,这些STAP干细胞中的基因,都与若山交出的小鼠的遗传基因不一致。理研正在查明这些细胞从何而来。只有知道了这些细胞的来龙去脉,才能找到STAP细胞实际上是什么的线索。