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探究胚胎干细胞培育全过程
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www.china-korea.org 2005-12-23 来源:韩联社
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韩联社首尔12月23日电 干细胞是指人体内能够被培育成所有人体组织和、骨、大脑、肌肉、皮肤等器官的万能细胞。
干细胞大体上分为通过受精卵和克隆体细胞的方式被培育的“胚胎干细胞”和存在于成熟组织和器官中的“成体干细胞”。
黄禹锡科研组在论文中说:“将从患者身上提取的体细胞(卵丘细胞)植入摘除核的卵子中,将其培育成了核移植卵子。通过电磁刺激,使核移植卵子细胞融合,最后使该卵子发育成胚泡(克隆胚胎)。”
进行电磁冲击的目的在于,使2n的体细胞基因进入空卵子当中,开始进行分裂。
这相当于精子进入卵子中,使卵子产生“错觉”。
卵子将分化成球状“内细胞群”和形成胎盘的“营养胚叶细胞”。而在内细胞群中可以提取治疗用干细胞。
从分离内细胞群到确立胚胎干细胞的胚泡阶段叫“治疗用克隆”。如果将胚泡阶段的卵子植入子宫,将是“可以生殖的人体克隆”。
一个受精卵分裂成两个细胞时,两个细胞可能分化成两个新生命,即同卵双胞胎。与同卵双胞胎的原理相同,一般情况下,处于受精卵分裂初期的万能干细胞分裂后,每个细胞都有可能成为新胎儿。在用于研究时可能引发巨大的伦理争议。
尽管如此,科学家仍然专注于胚胎眼细胞的研究。这是由于在治疗脑疾病、糖尿病、老年痴呆症和帕金森氏病等疾病时可以利用干细胞。
培育胚胎干细胞的方法包括,克隆体细胞和以治疗不孕为目的、通过体外受精获得胚胎。
在这两个过程中,都可以将胚胎培育成胚泡(受精后4~5天)后,并从位于里面的内细胞群中培育胚胎干细胞。
从胚胎发育成胚泡后,需要单独分离出内细胞群,此时有免疫学分离法和机械分离法。
免疫学分离法是指利用可识别细胞表面的抗体处理胚泡后,添加可选择性地只溶解同抗体结合的细胞的补体,从胚泡中只留下里面的内细胞群的分离方法。
机械分离法是指利用可做精细手术的注射针,直接将内细胞群以外的部分分离的方法。
此后,被分离的内细胞群的分化能力被抑制,并将其培养在只能进行细胞增殖的环境中。此时使用的支持细胞不会自我增殖,但可以帮助胚胎干细胞抑制分化及增殖。
细胞增殖后,形成具有适当大小和密度的群落,则再利用机械方法分离成更小的细胞群落,并将这些小群落培养在相同条件下的新培养皿。如此分离细胞,一代一代培养的方式称为“传代培养”。
据传,黄禹锡科研组每五六天做一次传代培养。
如果胚胎质量好,一周后可进行分成2~3个的第一次传代培养,两周后重复这一过程。根据内细胞群的质量,传代培养的时间有所不同,但是不超过两周。
继续重复这一方式的传代培养后,可以培养很多的胚胎干细胞,并加以维持。
但是,到这一步还没有完成胚胎干细胞。这是由于在传代培养的过程中需要培育出无限细胞系(Infinite Cell Line)。
通常,普通细胞最多进行50~60次分裂。而在此过程中,细胞因为染色体末端老化而死去,但干细胞通过反复恢复染色体末端不会死去,并发育成细胞株。
这时形成的胚胎干细胞株,在一定条件下具有被分化为特定细胞的特性。“一定条件”是指人为地遏制其分化,或使其恢复重新分化的能力。到这一阶段,通常需要4~6周。
此后,应该对通过上述过程培育的胚胎干细胞进行验证。具体包括,在胚胎干细胞成长阶段,在特异情况下出现的抗原被染色时,对出现的一些情况进行确认,包括:抗原是否显现、是否有46个染色体以及是否出现畸胎瘤等。
如果给诱发免疫缺乏症的老鼠(SCID mouse)注入胚胎干细胞,形成畸胎瘤才算恢复正常,但要确认该情况,通常需要12周左右。
专家们认为,从克隆体细胞到培育胚胎干细胞,大约需要4~5个月左右。
如果这一过程结束,将经历以冷冻保存的方法,长期保管已确认胚胎干细胞特性的细胞。胚胎干细胞在未分化状态下,难以维持增殖,因此需要在维持细胞群形态的情况下进行冷冻。这时候需要在冷冻保护溶液发挥均匀作用的条件下,用液体氮进行快速冷冻。(完)
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