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时间到了2012年,中科院动物研究所的周琪课题组把小鼠精子注入去核的卵子,得到了孤雄单倍体干细胞(androgenetic haploid embryonic stem cell,ahESC)。这种干细胞在培养一段时间后,雄性印记会逐渐弱化。这一研究为培育孤雄小鼠带来了一丝曙光,但一个重大问题仍然拦在研究者面前:孤雄单倍体干细胞即使弱化了雄性印记,也要去除多个雄性印记,才能表现出类似卵子的特征。
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在多次尝试之后,周琪课题组和李伟课题组、胡宝洋课题组去掉了小鼠孤雄单倍体干细胞的7个雄性印记,把一批改造后的孤雄单倍体干细胞与精子结合形成类似受精卵的干细胞,然后把这些细胞移植到雌鼠子宫里发育为胚胎,诞下了活着的孤雄小鼠。此时已是2018年,离“辉夜姬”的出生已经过去了14年,离孤雄单倍体干细胞的问世也过去了6年,可见孤雄生殖技术的不易。
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但这批孤雄小鼠无法完全复制“辉夜姬”的成功,研究人员煞费苦心培育出来的孤雄胚胎多数肿胀畸形、胎死腹中,能活到出生的只是极少数,而出生的小鼠也多数肿胀、早死,最长存活时间也不过两天。
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尽管耗时良久、技术复杂、成功率低,孤雄生育技术还是得到了举世关注。除了这是“前无古人”的技术突破,该技术还有另一个重要意义:研究者为了培养孤雄小鼠,大大提高了去除基因印记的技术,这个操作具有重大的临床价值。
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贝威二氏综合征(Beckwith-Wiedemann syndrome)是一种罕见病,患者体型巨大、内脏肥大、巨舌、腹壁有缺陷,而且易患低血糖、癌症等疾病。这种疾病与生俱来,应该属于遗传病,但多数患者的家族从未出现此类疾病,又不像是致病基因引起的。
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1993年,科学家发现普通人的常染色体中携带有两个IGF-2同源基因,这两个同源基因分别来源于父母,其中父系来源的IGF-2基因正常表达,而母系来源的IGF-2基因则在基因印记的作用下被抑制表达。贝威二氏综合征患者体内的母系IGF-2基因印记丢失,使IGF-2基因双倍表达,导致了此疾病的发生。
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罗素银综合征(Silver-Russell syndrome)也属于基因印记导致的罕见病,这种病与贝威二氏综合征刚好相反,父系的IGF-2基因也被打上了基因印记,两个IGF-2基因都不表达,导致患者生长迟缓、体型矮小。
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此外,还有多种罕见病、精神疾病、癌症都是基因印记引起的。这类基因印记相关疾病目前仍难以根治,但如果基因印记相关技术足够发达,便可去除或者添加基因印记,把患者异常的基因印记调整到正常状态,让患者彻底康复。
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虽然孤雄生殖技术仍不完美,但它的副产物——基因印记去除技术在临床上却大有前途。在科研路上,有时不需要对既定目标过于执着,多留意一下工作中的种种小发现,也许这背后隐藏着大惊喜。
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在生物世界里,生存的核心意义就是基因的传递,性是这个传递的核心要素之一。我们对性的研究逐步深入,开始理解其复杂现象的本质恰是外界环境在基因层面的映射:生命本无性,演化自扰之。
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参考文献
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生命密码2:人人都关心的基因科普 免疫疗法是天使还是魔鬼?
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2016年4月12日,身患滑膜肉瘤晚期的大学生魏则西在接受4次免疫治疗(immunotherapy)后因肿瘤转移离世。除了惋惜一个年轻生命的离去,世人也纷纷谴责对魏则西进行免疫治疗的某医疗机构——这种疗法对他并不见效,而魏则西生前因为听信该机构的宣传,花费重金和宝贵时间接受这种免疫治疗,错过了宝贵的治疗时机。“免疫治疗”在国内一时也声名大损。
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时隔两年,2018年的诺贝尔生理学或医学奖颁给了美国免疫学家詹姆斯·艾利森(James Alison)和日本免疫学家本庶佑,表彰他们在肿瘤免疫治疗领域的研究成果。
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这一消息让不少人都困惑不解:不是说免疫治疗没用吗?为何诺贝尔奖会青睐于它?免疫治疗到底有没有用?
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免疫疗法究竟是什么
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从理论上说,人体细胞在基因变异成为肿瘤细胞之时,免疫系统就应及时对其进行识别、杀伤。然而肿瘤细胞很狡猾,能合成一些特殊抗原,逃过免疫系统的追杀。而免疫疗法正是增强免疫系统识别和杀伤肿瘤细胞的能力,使那些肿瘤细胞再也无法逃脱,纷纷被免疫系统消灭,从而达到“不药而愈”的效果。
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放眼现代的各种肿瘤治疗方法,手术切除肿瘤组织容易留下“漏网之鱼”,难以完全清除体内肿瘤细胞;化疗、放疗对患者身体伤害较大,会引起患者的不良反应;靶向药物治疗的效果因人而异,只对部分患者有效。而且,化疗、放疗、药物治疗都容易让肿瘤细胞产生耐药性,导致后续治疗效果不佳。而免疫治疗并不直接作用于肿瘤细胞,而是增强患者自身免疫系统清除肿瘤细胞的能力,疗效持久且稳定。免疫治疗可能产生的副作用为疲劳、虚弱,以及由免疫过激造成的自身免疫性疾病,但总体而言,其副作用更小、更温和。
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