據(jù)海外媒體報(bào)道,由20名蘇格蘭科學(xué)家組成的醫(yī)學(xué)研究團(tuán)隊(duì),在癌癥治療方法研究上獲得突破性進(jìn)展,他們的研究結(jié)果20日發(fā)表在《自然細(xì)胞生物學(xué)》(Nature Cell Biology)期刊網(wǎng)絡(luò)版上。
格拉斯哥大學(xué)生物醫(yī)學(xué)與生命科學(xué)研究所的研究團(tuán)隊(duì)在Nick La Thangue教授的領(lǐng)導(dǎo)下,成功地將一個(gè)重要的分子通道系統(tǒng)解碼。這一屬于p53蛋白的傳導(dǎo)通道,在正常的人體細(xì)胞內(nèi),具有減緩細(xì)胞生長(zhǎng)速度的功用,但是癌細(xì)胞中則缺少了這種蛋白。
這項(xiàng)研究指出,人體細(xì)胞的分裂因?yàn)槭艿絿?yán)格的管制,才能維持良好的平衡。負(fù)責(zé)管制工作的就是細(xì)胞內(nèi)的分子通道,有的通道讓細(xì)胞加速分裂,有的則減緩其分裂速度。癌細(xì)胞形成的原因,是由于某些主要基因出現(xiàn)遺傳突變,改變了這些分子通道的活動(dòng),以致負(fù)責(zé)加速細(xì)胞分裂的通道持續(xù)在運(yùn)作,而減緩細(xì)胞分裂速度的通道則被關(guān)閉。
格拉斯哥大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn),控制p53蛋白活動(dòng)的主要機(jī)制是另一種稱之為Strap的蛋白,若要細(xì)胞停止分裂,必須由Strap蛋白向p53傳達(dá)指令。研究報(bào)告中將Strap蛋白所接收的信息作了詳細(xì)的分析。
報(bào)告中說(shuō),研究人員在某些癌癥病患身上發(fā)現(xiàn),他們細(xì)胞內(nèi)的Strap蛋白控制失常,以致造成腫瘤不斷生長(zhǎng)。
Nick La Thangue表示,現(xiàn)在既然已經(jīng)對(duì)這一重要的分子通道為何出現(xiàn)差錯(cuò)有了明確的認(rèn)識(shí),接下來(lái)的工作將是研發(fā)藥物,針對(duì)這一缺陷予以矯正。他預(yù)測(cè),2~3年內(nèi),將可研制成一種癌癥治療新藥,并進(jìn)行臨床實(shí)驗(yàn)。
基因檢測(cè)再加上基因體學(xué)、資訊科學(xué)和醫(yī)療技術(shù)的進(jìn)步,未來(lái)也許能達(dá)到「客制化」治療,將治療效果最大化、副作用最小化。且在清楚了解生物資訊與善用精準(zhǔn)醫(yī)療的進(jìn)步下,極為困難的癌癥治療上似乎也看見(jiàn)了一線曙光。
預(yù)防醫(yī)學(xué)、提早診斷、精準(zhǔn)治療對(duì)于人類疾癥的控制來(lái)說(shuō),是很重要的。愈來(lái)愈多的研究證實(shí)疾病是基因產(chǎn)生突變所造成,發(fā)生基因突變可能是從先天遺傳基因而來(lái),這和家族遺傳疾病有關(guān),或是后天產(chǎn)生新的關(guān)鍵基因突變,累積產(chǎn)生進(jìn)而發(fā)生疾癥,因此人類基因的定序和解碼對(duì)于疾病的預(yù)防診斷治療是重要的。
2003 年「人類基因體計(jì)劃」初稿完成后,也就意味著人類基因體解碼定序完成,未來(lái)新的疾病型態(tài),正式進(jìn)入了「后基因體時(shí)代」。在生物資訊領(lǐng)域上,先進(jìn)生物晶片技術(shù)的發(fā)展、大數(shù)據(jù)的分析,提供研究人員一個(gè)經(jīng)濟(jì)且有效率的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),讓基因檢測(cè)不再是遙不可及的一件事情,將生物醫(yī)學(xué)推向更蓬勃的發(fā)展。
當(dāng)然以亞洲人或臺(tái)灣人為主要研究對(duì)象,才能建立更符合臺(tái)灣這片土地的基因體資訊。國(guó)內(nèi)雖然在基因研究領(lǐng)域漸漸投入愈來(lái)愈多的資源,但臺(tái)灣人體生物資料庫(kù)的資訊量累積速度依然相對(duì)緩慢,在資料分析應(yīng)用上仍受限于基因資料庫(kù)樣本數(shù)不足的問(wèn)題。
目前亦有不少生物科技廠商將基因檢測(cè)應(yīng)用于個(gè)人化體質(zhì)檢測(cè),幫助受測(cè)者透過(guò)科學(xué)化的分析,了解先天體質(zhì)的脆弱基因,進(jìn)而落實(shí)基因檢測(cè)的最大目標(biāo)─ 預(yù)防醫(yī)學(xué),使「?jìng)€(gè)人化預(yù)防醫(yī)學(xué)」能達(dá)到生活品質(zhì)的提升,且針對(duì)疾病進(jìn)行符合受測(cè)者的健康管理。
舉例來(lái)說(shuō),美國(guó)心臟協(xié)會(huì)建議:「每日小酌一至兩杯紅酒,可降 低心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)」,但臺(tái)灣人中有近半數(shù)的人帶有酒精代謝基因的缺陷,也就是說(shuō),大約每?jī)蓚€(gè)人中,就有一人可能帶有酒精代謝基因的缺陷,無(wú)法將酒精代謝過(guò)程的中間產(chǎn)物乙醛順利代謝成乙酸,長(zhǎng)期累積在 人體中,將提高多種癌癥的風(fēng)險(xiǎn);因此了解自己的體質(zhì),才能對(duì)自己做更好的健康管理計(jì)劃。
根據(jù)衛(wèi)生福利部統(tǒng)計(jì),自 1982 年起,近幾十年癌癥都高居臺(tái)灣人十大死因之榜首?;虻淖儺悤?huì)增加癌癥發(fā)病率,例如女性乳癌和卵巢癌,這些變異基因很可能是來(lái)自親代所遺傳,女性帶有 BRCA1 基因與 BRCA2 基因的變異正是引發(fā)乳癌與卵巢癌的原因之一,尤其在有高風(fēng)險(xiǎn)家族病史中患有癌癥的機(jī)率更高。
好萊塢知名女星安潔莉娜 ? 裘莉(Angelina Jolie)在 2013 年投書(shū)《紐約時(shí)報(bào)》(The New York Times)的〈我的醫(yī)療抉擇〉(My Medical Choice)一文,文中提到她的祖母、母親和阿姨都相繼因乳癌 與卵巢癌過(guò)世,后來(lái)透過(guò)基因檢測(cè)技術(shù)得知自己帶有容易誘發(fā)癌癥的 BRCA1 基因,有高達(dá) 87% 機(jī)率罹患乳癌,及 50% 機(jī)率罹患卵巢癌。因此進(jìn)行預(yù)防性手術(shù)摘除了 *** ,后又于 2015 年陸續(xù)摘除卵巢和輸卵管;雖然進(jìn)行上述預(yù)防性治療后,必須定期服用賀爾蒙以維持激素的平衡,但她認(rèn)為這一切非常值得,并在文末提到:「人 生總是充滿挑戰(zhàn),對(duì)于能夠掌握在自己手里的,我們應(yīng)該無(wú)所畏懼。」經(jīng)過(guò)媒體報(bào)導(dǎo)后,人們對(duì)于自身健康與基因之間的關(guān)系與醫(yī)療上的抉擇,又有了更進(jìn)一步的了解。
整體而言,目前常規(guī)治療癌癥的方法包含:外科手術(shù)切除、放射治療、化學(xué)治療、免疫療法、標(biāo)靶治療、細(xì)胞療法等,新的治療方法也不斷推陳出新。舉例來(lái)說(shuō),「標(biāo)靶藥物治療」是非常專一性的抗癌藥物治療,對(duì)準(zhǔn)癌細(xì)胞生存所需的重要功能加以抑制或破壞;「免疫療法」則是增強(qiáng)或抑制免疫反應(yīng),透過(guò)藥物便能阻止抑制反應(yīng),使免疫細(xì)胞恢復(fù)攻擊癌細(xì)胞的能力。當(dāng)癌癥治療逐漸邁向個(gè)人化「精準(zhǔn)醫(yī)療」時(shí),臨床醫(yī)師可能會(huì)建議先透過(guò)基因檢測(cè)找出每位病人的癌細(xì)胞帶有哪些可能的基因突變,再依照基因特性給予適合的藥物,就可能大幅提升有效治療的機(jī)率。
癌癥組織的腫瘤基因檢測(cè)可以提供標(biāo)靶藥物治療及免疫療法的參考,以大腸直腸癌病人為例,開(kāi)始治療前,醫(yī)院通常會(huì)先檢測(cè)是否帶有 KRAS 或 BRAF 基因突變,再給予對(duì)應(yīng)的標(biāo)靶藥物,或者檢測(cè)微小衛(wèi)星體不穩(wěn)定性(MSI-H)做為免疫療法的參考;對(duì)于其他癌癥如乳癌、肺癌等目前也需要檢測(cè)標(biāo)靶用藥基因,來(lái)尋找更多適合的標(biāo)靶藥物。
一個(gè)典型的精準(zhǔn)醫(yī)療大數(shù)據(jù)平臺(tái)之建置及其應(yīng)用,透過(guò)建立基因體生物資訊分析核心實(shí)驗(yàn)室,可以分析單一、多基因、全基因癌癥遺傳易感基因的病理性基因突變。另外分析癌癥組織基因中找尋到藥物標(biāo)的(Druggable Targets)可以提供治療策略,或是分析血液腫瘤游離 DNA(ctDNA)檢測(cè)提供長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)治療之參考。未來(lái)若能加上更詳實(shí)的病患與診治存活之資料,進(jìn)行不同癌癥病患療效評(píng)估、存活率分析、預(yù)后分析比較等,其影響程度將可能大幅增加。此外,由于不同癌癥的病患可能帶有相同的基因突變,基因檢測(cè)可以跨越癌種尋找更多用藥選擇,特別是在多線治療成效不彰時(shí),有機(jī)會(huì)突破治療瓶頸。
※ 內(nèi)容授權(quán)自《從AI到智慧醫(yī)療》,作者為蔣榮先,商周出版。
克隆技術(shù)
克隆技術(shù)即無(wú)性繁殖技術(shù)。通常的有性生殖是由雌雄交配,精子和卵子結(jié)合發(fā)育成胚胎,經(jīng)妊娠后產(chǎn)出新的個(gè)體??寺〖夹g(shù)不需要雌雄交配,不需要精子和卵子的結(jié)合,只需從動(dòng)物身上提取一個(gè)單細(xì)胞,用人工的方法將其培養(yǎng)成胚胎,再將胚胎植入雌性動(dòng)物體內(nèi),就可孕育出新的個(gè)體。這種以單細(xì)胞培養(yǎng)出來(lái)的克隆動(dòng)物,具有與單細(xì)胞供體完全相同的特征,是單細(xì)胞供體的“復(fù)制品”。英國(guó)英格蘭科學(xué)家和美國(guó)俄勒岡科學(xué)家先后培養(yǎng)出了“克隆羊”和“克隆猴”。克隆技術(shù)的成功,被人們稱為“歷史性的事件,科學(xué)的創(chuàng)舉”。有人甚至認(rèn)為,克隆技術(shù)可以同當(dāng)年原子彈的問(wèn)世相提并論。
克隆技術(shù)可以用來(lái)生產(chǎn)“克隆人”,可以用來(lái)“復(fù)制”人,因而引起了全世界的廣泛關(guān)注。對(duì)人類來(lái)說(shuō),克隆技術(shù)是悲是喜,是禍?zhǔn)歉??唯物辯證法認(rèn)為,世界上的任何事物都是矛盾的統(tǒng)一體,都是一分為二的??寺〖夹g(shù)也是這樣。如果克隆技術(shù)被用于“復(fù)制”像希特勒之類的戰(zhàn)爭(zhēng)狂人,那會(huì)給人類社會(huì)帶來(lái)什么呢?即使是用于“復(fù)制”普通的人,也會(huì)帶來(lái)一系列的倫理道德問(wèn)題。如果把克隆技術(shù)應(yīng)用于畜牧業(yè)生產(chǎn),將會(huì)使優(yōu)良牲畜品種的培育與繁殖發(fā)生根本性的變革。若將克隆技術(shù)用于基因治療的研究,就極有可能攻克那些危及人類生命健康的癌癥、艾滋病等頑疾??寺〖夹g(shù)猶如原子能技術(shù),是一把雙刃劍,劍柄掌握在人類手中。人類應(yīng)該采取聯(lián)合行動(dòng),避免“克隆人”的出現(xiàn),使克隆技術(shù)造福于人類社會(huì)。
——《素質(zhì)教育新學(xué)案》
克隆技術(shù)的危害?
...盡管如此,克隆技術(shù)的巨大理論意義和實(shí)用價(jià)值促使科學(xué)家們加快了研究的步伐,從而使動(dòng)物克隆技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)進(jìn)入一個(gè)高潮。 ... ...這些成果說(shuō)明克隆技術(shù)有可能成為保護(hù)和拯救瀕危動(dòng)物的一條新途徑。 四、克隆技術(shù)的應(yīng)用前景 克隆技術(shù)已展示出廣闊的應(yīng)...
寒冰163 - 2005-12-7 19:38 - 最佳回答者: 十字軍刀客 - 教育/科學(xué) > 自然科學(xué)
克隆技術(shù)是怎么回事?
克隆技術(shù) 克隆技術(shù)即無(wú)性繁殖技術(shù)。通常的有性生殖是由雌雄交配,精子和卵子結(jié)合發(fā)育成胚胎,經(jīng)妊娠后產(chǎn)出新的個(gè)體??寺〖夹g(shù)不需要雌雄交配,不需要精子和卵子的結(jié)合,只需從動(dòng)物身上提取一個(gè)單細(xì)胞,用人工的方法將其培養(yǎng)成胚胎,再將胚胎植入雌性動(dòng)...
sfn123 - 2005-12-19 17:52 - 最佳回答者: 272928861ml - 教育/科學(xué)
克隆技術(shù)有關(guān)資料
...科學(xué)家把人工遺傳操作動(dòng)、植物的繁殖過(guò)程叫克隆,這門生物技術(shù)叫克隆技術(shù)。 克隆技術(shù)的設(shè)想是由德國(guó)胚胎學(xué)家于1938年首次提 出的,1952年,科學(xué)家首先用青蛙開(kāi)展克隆實(shí)驗(yàn),之后不斷有人利用各種動(dòng)物進(jìn)行克隆技術(shù)研究。由于該項(xiàng)技術(shù)幾乎沒(méi)有取得進(jìn)展,研究...
jywjyw333 - 2006-3-5 13:42 - 最佳回答者: leijunyu - 教育/科學(xué) > 學(xué)習(xí)幫助
我國(guó)的克隆技術(shù)是世界前列嗎?
... 動(dòng)物克隆技術(shù)被生物科學(xué)家譽(yù)為“生物原子彈”,各國(guó)都在競(jìng)相發(fā)展。動(dòng)物克隆技術(shù)分胚胎克隆和體細(xì)胞克隆。相比而言,體細(xì)胞克隆... ... 西北農(nóng)林科技大學(xué)動(dòng)物克隆技術(shù)科研群體,在1990年就掌握了胚胎克隆技術(shù),繁育出世界首批克隆山羊。1995年又利用胚胎克隆技術(shù),...
仙人指3 - 2005-9-21 13:01 - 最佳回答者: 我字不帥 - 教育/科學(xué) > 自然科學(xué)
以現(xiàn)在的克隆技術(shù)能把一個(gè)死去的人克隆出來(lái)嗎?
只有有這個(gè)人的活細(xì)胞。提取這個(gè)細(xì)胞的DNA,然后通過(guò)RNA復(fù)制出千千萬(wàn)萬(wàn)個(gè)細(xì)胞。以現(xiàn)在的克隆技術(shù)是可以做到的。以前這個(gè)人某處... ...目前的克隆技術(shù),只能克隆生命的肉體而已,并不能克隆生命的“靈魂”。也就是說(shuō),克隆出來(lái)的人無(wú)感情,以前學(xué)過(guò)的東西、遇過(guò)的...
shundechaoren - 2006-2-20 18:10 - 最佳回答者: kingkongs - 教育/科學(xué) > 自然科學(xué)
克隆技術(shù)和第一只克隆羊的情況
...它的誕生被視為20世紀(jì)末最重要的科學(xué)成就之一,它引發(fā)了全世界科學(xué)家研究克隆技術(shù)的熱潮,也導(dǎo)致了大量技術(shù)和倫理方面的爭(zhēng)論。 ... ...當(dāng)時(shí),曾領(lǐng)導(dǎo)克隆多利的研究的伊恩·威爾穆特教授曾表示,多利患有關(guān)節(jié)炎可能意味著克隆技術(shù)“效率低”,需要進(jìn)一步研究。(完) ...
5072159 - 2005-10-9 20:36 - 最佳回答者: 晉山河 - 社會(huì)/文化
克隆技術(shù)是什么東西
克隆技術(shù)其實(shí)就是從動(dòng)物A上拿一個(gè)細(xì)胞,取出細(xì)胞核!再到同種動(dòng)物B的身上拿一個(gè)細(xì)胞,去掉細(xì)胞核!把取出來(lái)的細(xì)胞核放到另一個(gè)去掉細(xì)胞核的細(xì)胞中!再把它放到同種動(dòng)物母體C的子宮中!這樣將C將會(huì)生出一個(gè)和A一模一樣的動(dòng)物來(lái)!還有就是直接拿一種動(dòng)物的細(xì)胞...
wasong - 2005-10-7 16:18 - 最佳回答者: 紫色殘?jiān)?- 教育/科學(xué) > 入學(xué)信息
能不能用克隆技術(shù)增加大熊貓的數(shù)量?為什么?
...而克隆技術(shù)則不能增加大熊貓的進(jìn)化過(guò)程。 自上世紀(jì)90年代以來(lái),北京動(dòng)物園、四川大熊貓繁育中心、臥龍自然保護(hù)區(qū)的大熊貓繁育中心等幾個(gè)地方都比較成功地繁殖了大熊貓;而在秦嶺650平方公里的地方,大約150只大熊貓?jiān)?3年的時(shí)間內(nèi)始終處于相對(duì)穩(wěn)定的狀...
小小花生 - 2005-12-28 21:42 - 最佳回答者: 我是張楚 - 教育/科學(xué) > 自然科學(xué)
克隆技術(shù)會(huì)在生活中應(yīng)用嗎?為什么?
看運(yùn)用在什么地方因?yàn)楝F(xiàn)在的克隆技術(shù)還不是很發(fā)達(dá),掌握得也不是很到位,所以容易出些差錯(cuò)。如果運(yùn)用得好的話,可以運(yùn)用到人體重要器官的移植以及對(duì)稀有動(dòng)物的繁衍但對(duì)人的克隆還在爭(zhēng)論中,因?yàn)檫@樣不利于人的辨認(rèn)與管理。容易出現(xiàn)政治問(wèn)題
409257127 - 2005-11-4 20:39 - 最佳回答者:匿名 - 教育/科學(xué) > 自然科學(xué)
法律更有利于控制克隆技術(shù)的惡性發(fā)展
不是法律有利于干嗎,而是制定相應(yīng)規(guī)制的法律更有利于控制克隆技術(shù)惡性發(fā)展。
克隆”是從英文“clone”音譯而來(lái),在生物學(xué)領(lǐng)域有3個(gè)不同層次的含義。
1.在分子水平,克隆一般指DNA克隆(也叫分子克隆)。含義是將某一特定DNA片斷通過(guò)重組DNA技術(shù)插入到一個(gè)載體(如質(zhì)粒和病毒等)中,然后在宿主細(xì)胞中進(jìn)行自我復(fù)制所得到的大量完全相同的該DNA片斷的“群體”。
2.在細(xì)胞水平,克隆實(shí)質(zhì)由一個(gè)單一的共同祖先細(xì)胞分裂所形成的一個(gè)細(xì)胞群體。其中每個(gè)細(xì)胞的基因都相同。比如,使一個(gè)細(xì)胞在體外的培養(yǎng)液中分裂若干代所形成的一個(gè)遺傳背景完全相同的細(xì)胞集體即為一個(gè)細(xì)胞克隆。又如,在脊椎動(dòng)物體內(nèi),當(dāng)有外源物(如細(xì)菌或病毒)侵入時(shí),會(huì)通過(guò)免疫反應(yīng)產(chǎn)生特異的識(shí)別抗體。產(chǎn)生某一特定抗體的所有漿細(xì)胞都是由一個(gè)B細(xì)胞分裂而成,這樣的一個(gè)漿細(xì)胞群體也是一個(gè)細(xì)胞克隆。細(xì)胞克隆是一種低級(jí)的生殖方式-無(wú)性繁殖,即不經(jīng)過(guò)兩性結(jié)合,子代和親代具有相同的遺傳性。生物進(jìn)化的層次越低,越有可能采取這種繁殖方式。
3.在個(gè)體水平,克隆是指基因型完全相同的兩個(gè)或更多的個(gè)體組成的一個(gè)群體。比如,兩個(gè)同卵雙胞胎即為一個(gè)克??!因?yàn)樗ㄋ﹤儊?lái)自同一個(gè)卵細(xì)胞,所以遺傳背景完全一樣。按此定義,“多利”并不能說(shuō)成是一個(gè)克??!因?yàn)椤岸嗬敝皇枪聠蔚囊粋€(gè)。只有當(dāng)那些英國(guó)胚胎學(xué)家能將兩個(gè)以上完全相同的細(xì)胞核移植到兩個(gè)以上完全相同的去核卵細(xì)胞中,得到兩個(gè)以上遺傳背景完全相同的“多利”時(shí)才能用克隆這個(gè)詞來(lái)描述。所以在那篇發(fā)表于1997年2月出版在《Nature》雜志上的轟動(dòng)性論文中,作者并沒(méi)有把“多利”說(shuō)成是一個(gè)克隆。
另外,克隆也可以做動(dòng)詞用,意思是指獲得以上所言DNA、細(xì)胞或個(gè)體群體的過(guò)程。
二、克隆技術(shù)
1.DNA克隆
現(xiàn)在進(jìn)行DNA克隆的方法多種多樣,其基本過(guò)程如下圖所示(未按比例)
可見(jiàn),這樣得到的DNA可以應(yīng)用于生物學(xué)研究的很多方面,包括對(duì)特異DNA的堿基順序的分析和處理,以及生物技術(shù)工業(yè)中有價(jià)值蛋白質(zhì)的大量生產(chǎn)等等。
2.生物個(gè)體的克隆
(1)植物個(gè)體的克隆
在20世紀(jì)50年代,植物學(xué)家用胡蘿卜為模型材料,研究了分化的植物細(xì)胞中遺傳物質(zhì)是否丟失問(wèn)題,他們驚奇地發(fā)現(xiàn),從一個(gè)單一已經(jīng)高度分化的胡蘿卜細(xì)胞
可以發(fā)育形成一棵完整的植株!由此,他們認(rèn)為植物細(xì)胞具有全能性。從一棵胡蘿卜中的兩個(gè)以上的體細(xì)胞發(fā)育而成的胡蘿卜群體的遺傳背景完全一樣,故為一個(gè)克隆。如此的植物的克隆過(guò)程是一個(gè)完全的無(wú)性繁殖過(guò)程!
(2)動(dòng)物個(gè)體的克隆
① “多利”的誕生
1997年2月27日英國(guó)愛(ài)丁堡羅斯林(Roslin)研究所的伊恩·維爾莫特科學(xué)研究小組向世界宣布,世界上第一頭克隆綿羊“多利”(Dolly)誕生,這一消息立刻轟動(dòng)了全世界。
“多莉”的產(chǎn)生與三只母羊有關(guān)。一只是懷孕三個(gè)月的芬蘭多塞特母綿羊,兩只是蘇格蘭黑面母綿羊。芬蘭多塞特母綿羊提供了全套遺傳信息,即提供了細(xì)胞核(稱之為供體);一只蘇格蘭黑面母綿羊提供無(wú)細(xì)胞核的卵細(xì)胞;另一只蘇格蘭黑面母綿羊提供羊胚胎的發(fā)育環(huán)境——子宮,是“多莉”羊的“生”母。其整個(gè)克隆過(guò)程簡(jiǎn)述如下:
從芬蘭多塞特母綿羊的乳腺中取出乳腺細(xì)胞,將其放入低濃度的營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)液中,細(xì)胞逐漸停止了分裂,此細(xì)胞稱之為供體細(xì)胞;給一頭蘇格蘭黑面母綿羊注射促性腺素,促使它排卵,取出未受精的卵細(xì)胞,并立即將其細(xì)胞核除去,留下一個(gè)無(wú)核的卵細(xì)胞,此細(xì)胞稱之為受體細(xì)胞;利用電脈沖的方法,使供體細(xì)胞和受體細(xì)胞發(fā)生融合,最后形成了融合細(xì)胞,由于電脈沖還可以產(chǎn)生類似于自然受精過(guò)程中的一系列反應(yīng),使融合細(xì)胞也能象受精卵一樣進(jìn)行細(xì)胞分裂、分化,從而形成胚胎細(xì)胞;將胚胎細(xì)胞轉(zhuǎn)移到另一只蘇格蘭黑面母綿羊的子宮內(nèi),胚胎細(xì)胞進(jìn)一步分化和發(fā)育,最后形成一只小綿羊。出生的“多莉”小綿羊與多塞特母綿羊具有完全相同的外貌。
一年以后,另一組科學(xué)家報(bào)道了將小鼠卵丘細(xì)胞(圍繞在卵母細(xì)胞外周的高度分化細(xì)胞)的細(xì)胞核移植到去除了細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中得到20多只發(fā)育完全的小鼠。如呆“多利”因?yàn)橹挥幸恢唬€不夠叫做克隆羊的話,這些小鼠
就是名副其實(shí)的克隆鼠了。
② 通過(guò)細(xì)胞核移植克隆小鼠的基本過(guò)程
在本實(shí)驗(yàn)中,卵丘細(xì)胞是經(jīng)如下過(guò)程得到的:通過(guò)連續(xù)幾次注射絨毛膜促性腺激素,使雌鼠誘導(dǎo)成高產(chǎn)卵量狀態(tài)。然后從雌鼠輸卵管中收集卵丘細(xì)胞與卵母細(xì)胞的復(fù)合體。經(jīng)透明質(zhì)酸處理使卵丘細(xì)胞散開(kāi)。選擇直徑為10-12微米的卵丘細(xì)胞用作細(xì)胞核供體(前期實(shí)驗(yàn)表明,若用直徑更小或更大的卵丘細(xì)胞的細(xì)胞核,經(jīng)過(guò)細(xì)胞核移植的卵母細(xì)胞很少發(fā)育到8細(xì)胞期)。所選擇的卵丘細(xì)胞保持在一定的溶液環(huán)境中,在3小時(shí)內(nèi)進(jìn)行細(xì)胞核移植(與此不同的是,在獲得“多利”時(shí)用作細(xì)胞核供體的乳腺細(xì)胞先在培養(yǎng)液中傳代了3-6次)
卵母細(xì)胞(一般處于減數(shù)分裂中期 II )通過(guò)與上面描述類似的方法,從不同種的雌鼠中收集。在顯微鏡下小心地用直徑大約7微米的細(xì)管取出卵母細(xì)胞的細(xì)胞核,盡量不取出細(xì)胞質(zhì)。同樣小心取出卵丘細(xì)胞的細(xì)胞核,也盡量去除所帶的細(xì)胞質(zhì)(通過(guò)使取出的細(xì)胞核在玻璃管中往復(fù)運(yùn)動(dòng)數(shù)次,以去除所帶的少量的細(xì)胞質(zhì))。在細(xì)胞核被取出后5分鐘之內(nèi),直接注射到已經(jīng)去除了細(xì)胞核的卵母細(xì)胞中。進(jìn)行了細(xì)胞核移植的卵母細(xì)胞先放在一種特制的溶液中1-6小時(shí),然后加入二價(jià)的鍶離子(Sr2+)和細(xì)胞分裂抑素B。前者使卵母細(xì)胞激活,后者抑制極體的形成和染色體的排除。再取出處理過(guò)的卵母細(xì)胞,放在沒(méi)有鍶和細(xì)胞分裂抑素B的特制的溶液中使細(xì)胞分裂形成胚胎。
不同階段的胚胎(從2細(xì)胞期到胚泡期)被分別植入幾天前與已經(jīng)結(jié)扎雄鼠交配過(guò)的假孕母鼠的輸卵管或子宮中發(fā)育。發(fā)育完全的胎兒鼠在大約19天后通過(guò)手術(shù)取出。
目前胚胎細(xì)胞核移植克隆的動(dòng)物有小鼠、兔、山羊、綿羊、豬、牛和猴子等。在中國(guó),除猴子以外,其他克隆動(dòng)物都有,也能連續(xù)核移植克隆山羊,該技術(shù)比胚胎分割技術(shù)更進(jìn)一步,將克隆出更多的動(dòng)物。因胚胎分割次數(shù)越多,每份細(xì)胞越少,發(fā)育成的個(gè)體的能力越差。體細(xì)胞核移植克隆的動(dòng)物只有一個(gè),就是“多利”羊。
三、克隆技術(shù)的福音
1. 克隆技術(shù)與遺傳育種
在農(nóng)業(yè)方面,人們利用“克隆”技術(shù)培育出大量具有抗旱、抗倒伏、抗病蟲(chóng)害的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)品種,大大提高了糧食產(chǎn)量。在這方面我國(guó)已邁入世界最先進(jìn)的前列。
2. 克隆技術(shù)與瀕危生物保護(hù)
克隆技術(shù)對(duì)保護(hù)物種特別是珍稀、瀕危物種來(lái)講是一個(gè)福音,具有很大的應(yīng)用前景。從生物學(xué)的角度看,這也是克隆技術(shù)最有價(jià)值的地方之一。
3. 克隆技術(shù)與醫(yī)學(xué)
在當(dāng)代,醫(yī)生幾乎能在所有人類器官和組織上施行移植手術(shù)。但就科學(xué)技術(shù)而言,器官移植中的排斥反應(yīng)仍是最為頭痛的事。排斥反應(yīng)的原因是組織不配型導(dǎo)致相容性差。如果把“克隆人”的器官提供給“原版人”,作器官移植之用,則絕對(duì)沒(méi)有排斥反應(yīng)之慮,因?yàn)槎呋蛳嗯洌M織也相配。問(wèn)題是,利用“克隆人”作為器官供體合不合乎人道?是否合法?經(jīng)濟(jì)是否合算?
克隆技術(shù)還可用來(lái)大量繁殖有價(jià)值的基因,例如,在醫(yī)學(xué)方面,人們正是通過(guò)“克隆”技術(shù)生產(chǎn)出治療糖尿病的胰島素、使侏儒癥患者重新長(zhǎng)高的生長(zhǎng)激素和能抗多種病毒感染的干撓素,等等。
克隆技術(shù)即無(wú)性繁殖技術(shù)。通常的有性生殖是由雌雄交配,精子和卵子結(jié)合發(fā)育成胚胎,經(jīng)妊娠后產(chǎn)出新的個(gè)體。克隆技術(shù)不需要雌雄交配,不需要精子和卵子的結(jié)合,只需從動(dòng)物身上提取一個(gè)單細(xì)胞,用人工的方法將其培養(yǎng)成胚胎,再將胚胎植入雌性動(dòng)物體內(nèi),就可孕育出新的個(gè)體。這種以單細(xì)胞培養(yǎng)出來(lái)的克隆動(dòng)物,具有與單細(xì)胞供體完全相同的特征,是單細(xì)胞供體的“復(fù)制品”。英國(guó)英格蘭科學(xué)家和美國(guó)俄勒岡科學(xué)家先后培養(yǎng)出了“克隆羊”和“克隆猴”??寺〖夹g(shù)的成功,被人們稱為“歷史性的事件,科學(xué)的創(chuàng)舉”。有人甚至認(rèn)為,克隆技術(shù)可以同當(dāng)年原子彈的問(wèn)世相提并論。
克隆技術(shù)可以用來(lái)生產(chǎn)“克隆人”,可以用來(lái)“復(fù)制”人,因而引起了全世界的廣泛關(guān)注。對(duì)人類來(lái)說(shuō),克隆技術(shù)是悲是喜,是禍?zhǔn)歉#课ㄎ镛q證法認(rèn)為,世界上的任何事物都是矛盾的統(tǒng)一體,都是一分為二的??寺〖夹g(shù)也是這樣。如果克隆技術(shù)被用于“復(fù)制”像希特勒之類的戰(zhàn)爭(zhēng)狂人,那會(huì)給人類社會(huì)帶來(lái)什么呢?即使是用于“復(fù)制”普通的人,也會(huì)帶來(lái)一系列的倫理道德問(wèn)題。如果把克隆技術(shù)應(yīng)用于畜牧業(yè)生產(chǎn),將會(huì)使優(yōu)良牲畜品種的培育與繁殖發(fā)生根本性的變革。若將克隆技術(shù)用于基因治療的研究,就極有可能攻克那些危及人類生命健康的癌癥、艾滋病等頑疾。克隆技術(shù)猶如原子能技術(shù),是一把雙刃劍,劍柄掌握在人類手中。人類應(yīng)該采取聯(lián)合行動(dòng),避免“克隆人”的出現(xiàn),使克隆技術(shù)造福于人類社會(huì)。
克?。╟lone)是指通過(guò)無(wú)性生殖而產(chǎn)生的遺傳上均一的生物群,即具有完全相同的遺傳組成的一群細(xì)胞或者生物的個(gè)體??寺≡谙ED語(yǔ)中是“小樹(shù)枝葉”的意思,用以指無(wú)性增殖物。現(xiàn)在則指?jìng)€(gè)體、細(xì)胞、基因等不同水平上的無(wú)性增殖物。(1)個(gè)體水平:在植物的無(wú)性增殖中,植物的發(fā)芽、插條等由同一個(gè)體通過(guò)無(wú)性生殖而增長(zhǎng)的個(gè)體群均被視為克隆。采用組織培養(yǎng)方法可使植物細(xì)胞培養(yǎng)發(fā)育成完全的個(gè)體(愈傷組織),采用這種方法得到的具有相同基因型的個(gè)體群,也被稱為克?。辉趧?dòng)物的無(wú)性增殖中,典型的例子是采用核移植實(shí)驗(yàn)方法,把分化細(xì)胞的核移植到一個(gè)事先去核的蛙卵中,讓其發(fā)育并得到克隆蛙??寺?dòng)物具有均一遺傳性質(zhì),在研究環(huán)境條件對(duì)發(fā)育、分化的影響以及藥物的檢測(cè)方面都是重要的實(shí)驗(yàn)材料。在哺乳動(dòng)物中,由于細(xì)胞分化,核異質(zhì)化的程度加劇,因此核移植尚無(wú)成功的例子。(2)細(xì)胞水平:由一個(gè)細(xì)胞經(jīng)過(guò)有絲分裂生成的細(xì)胞群叫克隆。但如果培養(yǎng)細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)化,則很容易引起染色體變異。(3)基因水平:利用基因重組操作技術(shù),使特定的基因與載體結(jié)合,在細(xì)菌等宿主中進(jìn)行增殖,有可能得到均勻的基因群??寺』蛟诨蚬δ芘c精細(xì)結(jié)構(gòu)的關(guān)系等基礎(chǔ)研究及在有用物質(zhì)的生產(chǎn)方面,均已得到應(yīng)用。
在上述3種水平上,增殖并分離獲得單一的克隆群稱為克隆化。此時(shí),克隆一詞也可作為動(dòng)詞理解。克隆是重組DNA技術(shù)的核心部分。事實(shí)上,克隆技術(shù)現(xiàn)已被人們用來(lái)通過(guò)營(yíng)養(yǎng)方式繁殖病毒等微生物和植物的純種,從而保證了這些生物基因組的準(zhǔn)確連續(xù)性。現(xiàn)在,克隆這個(gè)詞還包括單個(gè)自主遺傳因子的分離與保存。細(xì)胞生物的克隆只需要營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基,而基因的克隆則需要某種載體復(fù)制子、特定的寄主細(xì)胞和營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基。各種類型生物的克隆技術(shù)在生物工程中均有其重要作用。
癌癥治療日新月異,包括最近的癌癥基因檢測(cè)、免疫治療等,都有重大突破,也因此衍生出「精準(zhǔn)醫(yī)療 (Precision Medicine)」一詞。精準(zhǔn)醫(yī)療是利用生物醫(yī)學(xué)檢測(cè),如:基因、蛋白質(zhì)、代謝檢測(cè)等,透過(guò)人體基因資料庫(kù)進(jìn)行比對(duì)及分析,從中找出最適合病患的治療方法,進(jìn)而達(dá)到最佳的治療效果,是一種個(gè)人化醫(yī)療。
人體內(nèi)的基因有部分與癌癥高度相關(guān),當(dāng)這些基因產(chǎn)生突變就可能導(dǎo)致癌癥發(fā)生。兩年前的“裘莉效應(yīng)” (The Angelina Jolie Effect),好萊塢女星因本身具有BRCA1基因突變,先是切除 *** ,接著又切除了卵巢及輸卵管以降低自身罹癌風(fēng)險(xiǎn),此舉帶動(dòng)了大家對(duì)癌癥遺傳基因檢測(cè)的熱潮。
BRCA基因檢測(cè) (BRCA Gene Mutation Test)
正常的 BRCA 為抑癌基因之一,但若基因發(fā)生突變則易造成乳癌與卵巢癌的發(fā)生。BRCA1/2基因突變者,未來(lái)發(fā)生乳癌的風(fēng)險(xiǎn)約60-70%,但以卵巢癌的風(fēng)險(xiǎn)來(lái)說(shuō),BRCA1約40-45%,BRCA2約15-20%。因此,美國(guó)預(yù)防服務(wù)工作組(USPSTF)呼吁高危險(xiǎn)群病患需要做基因檢測(cè)及咨詢,這包含:家族里如有人罹患乳癌、卵巢癌、輸卵管癌、腹腔腫塊或帶有BRCA1及BRCA2基因者。本院婦癌病人接受癌癥基因突變檢測(cè)發(fā)現(xiàn),約有20%病人帶有BRCA基因突變。
同源重組修復(fù)缺失(HRD)基因檢測(cè)(Homologous Rebination Deficiency Test)
同源重組修復(fù)基因(Homologous Rebination Repair, HRR Gene)是人體內(nèi)參與DNA修補(bǔ)功能的重要基因,能協(xié)助維持細(xì)胞穩(wěn)定生長(zhǎng),BRCA基因?yàn)镠RR其中一種。這個(gè)修復(fù)系統(tǒng)若出現(xiàn)缺失則會(huì)導(dǎo)致基因體的異?;虿环€(wěn)定,罹癌的機(jī)率會(huì)因此大幅提升。研究顯示約40-50%高分化漿液型卵巢癌病患有同源重組修復(fù)缺失(HRD),其中有一半以上為BRCA1/2基因突變,其余非BRCA1/2基因突變者其表現(xiàn)與前者極為相似,因此臨床上的治療策略是相同的。
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