瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的科学家开发出了一种方法,可以通过“挤压”细胞使其转变成为干细胞,该方法为大规模生产干细胞用于医学目的提供了新的思路,相关研究发表于国际杂志2016年1月11日的《自然材料》(Nature Materials)上。
这条近日发布的科学新闻可能不会引起人们太多的关注,因为科学的深奥让公众一般对其敬而远之,而且有关干细胞研究的成果或结果可谓过江之鲫,没法吸引眼球。
不过,如果提到日本“美女科学家”小保方晴子,就不会对这条消息置若罔闻,或视而不见。这个消息至少可以提出一些问题,科学或工作的目标是否可以条条道路通罗马?小保方晴子是否被冤枉了?
2014年1月29日,日本理化研究所发育生物学中心年仅30岁的女科学家小保方晴子领衔的研究团队在英国《自然》杂志上同时在线发表了两篇关于“刺激触发多能性获得”(STAP)的论文,提出酸浴(把细胞浸泡在酸性溶液中)和挤压等方式可以更为简便地培养出多能细胞(又称万能细胞),即STAP细胞,这种细胞被视为类似诱导的多能干细胞。
但是,小保方晴子的研究结果随即遭到国际科学界的质疑,因为,除了小保方晴子的团队,其他任何人按照其文章提供的方法都不能重复出他们的实验结果。这有违一项科学研究的结果和事实在相同和相似环境与条件下可以重复的原则(科赫原则)。小保方晴子所在的单位日本理化学研究所组织研究人员进行调查,在2015年9月23日的《自然》杂志上发表文章称,小保方晴子的研究结果是“STAP细胞为混入胚胎干细胞(ES细胞)的结果”。
小保方晴子身败名裂,不仅丢掉了工作(从原单位辞职),还于2015年11月2日被早稻田大学取消其以前获得的博士学位。此外,受到牵连的小保方晴子的导师笹井芳树自杀。尽管受到这些重创,但小保方晴子一直坚持,STAP细胞具有真实性,STAP细胞制备方法的论文是正确的,其自杀的导师笹井芳树也在遗书中嘱咐小保方晴子“一定要再现STAP细胞啊”……
现在,尽管小保方晴子还没有再现STAP细胞,但瑞士研究人员的研究结果似乎在支持小保方晴子此前的研究结果。对于细胞重新编程产生诱导的多能干细胞,相当多的研究人员认为,物理和化学的多种方法都可以影响和促成这类干细胞的形成。挤压这种简单(实则并不简单)的方式同样可以影响和促成干细胞的生成。
瑞士的研究人员采用物理挤压的方法把成体细胞诱导为干细胞,这种突破显然比小保方晴子此前的酸处理和挤压方式更简单,结果也更惊人。结果的突破源于认知的突破。过去研究人员对干细胞的传统培育方法是利用细胞培养皿或细胞培养瓶等二维方法来进行。但是,机体的细胞是在三维环境中生存的。因此,瑞士研究人员研发了一种新方法来模拟三维环境的细胞培养,这就是一种特殊的凝胶。把正常细胞置于包含正常生长营养物质的特殊凝胶中,就可以达到模拟活体组织中的三维环境。
通过调整干细胞周围凝胶的组成(硬度和密度),凝胶就会对细胞行使驱动力,通过“挤压”来使其转变成为干细胞,因为这种方式和过程可以对细胞进行快速而且有效的重编程。三维环境可以产生机械性信号,并且同特殊的遗传因子相互作用从而使得细胞更加容易地转变成为干细胞。
小保方晴子的研究思路显然与瑞士研究人员是一致或相似的,因为在研究中小保方晴子发现,细胞在经过各种处理后会表现出类似干细胞的表现,这些处理方式包括加热、酸处理和挤压等,最后发现用酸处理和挤压效果比较好,能让成体细胞转变为与诱导的多能干细胞相似的STAP细胞。
挤压让细胞重编程产生干细胞的原理似乎简单,但是,操作起来并不那么容易,所以,以小保方晴子介绍的相同方式,其他研究人员并未能得到重复的研究结果。现在,瑞士研究人员的结果似乎重复了小保方晴子的研究结果。但是,谁又能重复瑞士研究人员的这一研究结果呢?
于是,问题的结局有两个。一是有更多的研究团队来重复瑞士研究人员的研究结果,并因此而为小保方晴子洗冤。另一个结果是,后续的多项研究并不能重复瑞士研究人员的挤压产生干细胞的结果,也因此又有可能是类似小保方晴子的结局。
看来,好戏才刚刚开始。不过,这揭示了科学的本质,在多重质疑和反复中,对事物本质和真相的认识是从相对真理到无限接近绝对真理的慢慢靠近。
[责任编辑:李杰]
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