自體細(xì)胞克隆技術(shù)問世以來，克隆胚胎發(fā)育成個(gè)體的效率一直很低。以小鼠為例，50-70%的核移植重構(gòu)胚胎在體外能發(fā)育成囊胚，但是，將這些囊胚移入假孕小鼠子宮內(nèi)，只有3%左右的囊胚能發(fā)育成克隆動(dòng)物。那么，為什么大部分克隆囊胚不能發(fā)育成個(gè)體呢？一種假說認(rèn)為克隆囊胚滋養(yǎng)外胚層存在的重編程異常細(xì)胞是克隆胚胎發(fā)育失敗的主要原因。然而，這一假說一直沒有被直接證實(shí)，最近的一些間接證據(jù)顯示這一假說可能并不正確。4月8日，國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞—干細(xì)胞》（Cell Stem Cell）發(fā)表了中科院上海生科院生化與細(xì)胞所李勁松研究組林江維等人的最新研究成果，他們對(duì)這一假說進(jìn)行了直接的驗(yàn)證，確證克隆囊胚滋養(yǎng)外胚層存在的重編程異常細(xì)胞是克隆胚胎發(fā)育失敗的關(guān)鍵原因，進(jìn)而通過修復(fù)這些缺陷使克隆動(dòng)物出生效率提高了6倍。
為了驗(yàn)證這一假說，李勁松研究組采用了一種被稱為四倍體胚胎補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)。四倍體胚胎補(bǔ)償技術(shù)是將四倍體胚胎與二倍體胚胎聚合成一個(gè)胚胎，在聚合胚胎的發(fā)育過程中，四倍體的細(xì)胞絕大部分發(fā)育成胚外組織，而胎兒則是由二倍體發(fā)育而來。該技術(shù)通常用于挽救二倍體胚胎由于胎盤發(fā)育缺陷導(dǎo)致的發(fā)育失敗。林江維等人認(rèn)為，如果克隆囊胚滋養(yǎng)外胚層的確存在重編程異常細(xì)胞，并導(dǎo)致克隆胎兒發(fā)育的失敗，那么通過四倍體胚胎補(bǔ)償技術(shù)就能夠顯著提高克隆胎兒的出生效率。他們先將一個(gè)克隆胚胎與兩個(gè)四倍體胚胎聚合在一起，發(fā)現(xiàn)聚合胚胎的出生率提高了2.6倍。這說明當(dāng)克隆滋養(yǎng)外胚層嵌入具有正常功能的四倍體細(xì)胞后，克隆胎兒的發(fā)育率得到了明顯的改善。然而，在這一實(shí)驗(yàn)中，異常的克隆滋養(yǎng)外胚層細(xì)胞仍然存在于胚外組織中，會(huì)對(duì)胎兒的發(fā)育產(chǎn)生不利的影響。因此，他們預(yù)測(cè)將克隆囊胚的滋養(yǎng)外胚層細(xì)胞全部替換成四倍體細(xì)胞會(huì)進(jìn)一步提高克隆動(dòng)物的出生率。為此，他們采用免疫手術(shù)法去掉克隆囊胚的滋養(yǎng)外胚層細(xì)胞，然后將分離出來的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞與兩個(gè)四倍體胚胎進(jìn)行聚合，結(jié)果發(fā)現(xiàn)克隆動(dòng)物的出生率提高了6倍。最后，他們又做了一個(gè)相反的實(shí)驗(yàn)，即將正常囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞與兩個(gè)克隆來源的四倍體胚胎進(jìn)行聚合，發(fā)現(xiàn)出生率與直接核移植后的克隆小鼠出生率相似。這些結(jié)果充分證明了克隆囊胚的滋養(yǎng)外胚層中存在重編程異常細(xì)胞并影響胎兒的發(fā)育。這一結(jié)果對(duì)核移植研究領(lǐng)域的發(fā)展具有重要的意義，也為提高動(dòng)物克隆效率以及核移植技術(shù)在人口健康領(lǐng)域（治療性克隆）的應(yīng)用提供了重要的理論依據(jù)。
該項(xiàng)工作得到了國(guó)家科技部、國(guó)家基金委、中國(guó)科學(xué)院以及上海市科委經(jīng)費(fèi)的支持。 |
