我们能留住心脏活力吗？

     ——科学家借癌细胞增生能力修复小鼠受损心脏

    在某种意义上，试图修复衰老性心脏损伤和力图对抗癌症，是一个对立的问题：心脏细胞自身再生及产生新的年轻细胞的能力会随着衰老而下降，它们只是失去了曾经擅长的分裂能力；而癌细胞走到了另一极端，太擅长分裂以至于不知道何时该停止，过度生长变成了肿瘤。

心脏对癌症有特别抵抗力

   “你什么时候听说过有人得心脏癌？这几乎是闻所未闻的事情。”美国圣地亚哥州立大学心脏研究所首席研究科学家马克·萨斯曼说，心脏对癌细胞似乎有着特别的抵抗力。

    萨斯曼最近荣获美国心脏协会基础心血管科学分部评选的“年度杰出成就奖”。他表示，从进化角度来看，这并不令人吃惊。如果心脏细胞在分裂期间有重大的转录错误，心脏就会停止跳动，根本不存在修复的问题，所以心脏细胞在增生时是极其小心的。

    萨斯曼说，也正因为这种极度小心，让心脏病成为棘手的问题。随着时间推移，细胞逐渐耗尽精力，修复自身和产生新生替代细胞的能力日益衰退。当人们步入老年，开始经历衰老性心脏病的症状时，就是心脏细胞在“抱怨”，它已不能很好地分裂出新细胞了。

新技术走上危险的平衡木

    萨斯曼说：“细胞衰老和致癌风险之间有一个危险的平衡。”如果利用生物技术来走这根危险的平衡木，那会怎样？利用有癌变倾向的细胞的超强增生和生存的能力让心脏祖细胞恢复青春活力。心脏祖细胞是一类罕见的干细胞，会不定期地复制新的心脏细胞。能否让这种细胞再次分裂而不形成肿瘤呢？这正是萨斯曼研究小组的目标之一。

    萨斯曼和同事在今年5月29日出版的《生物化学》杂志上发表论文称，他们探索了如何利用一种名为Pim的酶。已知这种酶与特定类型的癌细胞生长有关，他们在小鼠的心脏祖细胞中过度表达Pim，结果发现，在健康细胞中，Pim有助于促进染色体分裂，染色体分裂是细胞分裂过程中的关键一步。

    编码产生这种酶的基因PIM1被认为是一种原癌基因，也就是说该基因本身不会引起癌变，但当它与另一种基因Myc组合时，就可能形成肿瘤。幸运的是，Pim/Myc组合在心脏祖细胞中不是问题。这意味着你可以让这种细胞过度表达PIM1基因，而不会引发癌症风险。

    这正是萨斯曼小组所做的研究。他们修改了小鼠的心脏祖细胞，使其能在细胞内特定位置过度表达PIM1基因。他们用更多的关键Pim酶瞄准这些特定位置，希望这样能帮助心脏抵抗衰老。这确实起了作用。与对照组相比，过度表达PIM1基因的小鼠活得更长，并表现出更强的细胞增生能力。而且有趣的是，根据细胞内基因被过度表达的位置不同，所产生的作用效果是不同的。

    如果让PIM1基因在祖细胞的细胞核位置过度表达，新细胞增生的情况增加了；如果在细胞另一位置，如线粒体过度表达基因，酶会抑制细胞的天然自毁信号，使它们活得更长久。也就是说，一种技术能增强细胞分裂，而另一种让它回避细胞死亡。对人类而言，根据一个人的自身情况，这一种或两种效果都可能帮助他，使其心脏细胞恢复到更年轻、更健康的状态。

新技术对人类细胞也有效

    萨斯曼和同事在人体组织中也重复了这一试验，组织样本来自心脏病患者，靠心室辅助装置泵血维持生存。目前，研究小组正在努力争取资金以进行人体临床实验，他们会采集病人自身的心脏祖细胞，修改它们以过度表达PIM1基因，然后再放回病人心脏，希望这些细胞能恢复活力，并刺激其心脏组织修复自身。

    萨斯曼说：“我们正尝试着把时钟拨回去，拨到细胞再生能力更强的时候。通过掌握Pim酶怎样以及在哪里影响了这些细胞，我们能开发出特定的Pim分子，给人们带来心脏年轻的好处而避免患癌的风险。”

     左图 在显微照片中，从小鼠心脏分离的心脏干细胞聚集成心脏的形状。

　　生物学家卡里姆调制出一种化学物质和维生素构成的“鸡尾酒”，在这种“鸡尾酒”培养环境下，人体干细胞转变成精子。

　　2. 通过显微镜观测，科学家清晰地看到了这种人造精子有头和尾，并能像正常的精子一样游动。

　　北京时间7月8日消息 据国外媒体报道，英国科学家首次利用人体干细胞造出人造精子，这将为治疗男性不育症带来希望，不过这一最新成果也带来了巨大的道德和伦理争议。

　　医学专家估计这项最新科学成就可能最早在5年内就会被用于体外受精诊所，届时可以使成千上万的不育男性拥有自己的“基因”儿女。而这仅需要患者的一小点皮肤组织即可。

　　但是这项最新成果也充满了医学和伦理学争议。设想一下，医生可以利用这项成果完全依靠人造手段制造出婴儿。更令人可怕的是，那些长眠地下的男性也可以从坟墓里制造出自己的后代。

　　据今天的《干细胞研究及进展》刊文介绍，英国纽卡斯尔大学的科研人员致力于人体干细胞研究，并且首次造出人造精子。生物学家卡里姆调制出一种化学物质和维生素构成的“鸡尾酒”，在这种“鸡尾酒”培养环境下，人体干细胞转变成精子。干细胞是一类具有自我复制能力的多潜能细胞，在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞，医学上称为“万用细胞”。干细胞的发育受多种内在机制和微环境因素的影响。目前人类胚胎干细胞已可成功地在体外培养。最新研究发现，成体干细胞可以横向分化为其他类型的细胞和组织，为干细胞的广泛应用提供了基础。

　　通过显微镜观测，科学家清晰地看到了这种人造精子有头和尾，并能像正常的精子一样游动。卡里姆教授表示相信这种人造精子能够使卵子受孕，并能制造出健康的小宝宝。卡里姆教授还将进行进一步研究，以确定该项成果的安全性，并申请监管部门许可，利用人造精子开展实验室人工受孕研究。

　　据悉制造出人造精子的干细胞取自于生命最初阶段的胚胎，但是科研人员希望能够利用男子的皮肤组织制造出人造精子。那就需要把皮肤组织细胞置于特定的培养环境中，让其生物钟调整到胚胎干细胞的状态，然后再转化成精子。

　　通过体外受精技术，人造精子可以植入到卵子之中，那样不孕男子就可以拥有自己的骨肉了。不过英国法律禁止用实验室产生的人造精子和人造卵子进行体外受精。科研人员认为有必要对此进行调整。医学人员也相信这项最新成果也有助于人们更好地认识和研究不孕不育症。认识到精子产生过程的缺陷，可以帮助医学专家研制出能够提高怀孕几率的神奇药物。

　　卡里姆教授说：“这是一项重大的科学进展，因为它能使科研人员仔细研究精子的生成过程，有助更好地了解男性不育的原因。弄清楚为什么会发生男性不育，以及致病因素。男性不育越来越普遍，没人知道具体原因。我们将会在实验室对污染和营养等方面因素展开研究。”

　　科研人员同时也意识到了该研究成果的道德和伦理风险。他们承认存在通过提取死者皮肤组织细胞，那些长眠地下的男性也可以制造出自己的后代的可能性，卡里姆教授说，“这正如电影侏罗纪公园里的场景一样。理论上有这种可能性，但是人类的生殖不仅仅是生理现象。人们必须考虑心理、社会和伦理因素。”

　　科研人员也曾试图利用女性胚胎制造出精子，但是实验失败了。这表明在繁衍后代方面，男性占有主导地位。但是有朝一日科学家也许会通过女性干细胞制造出人造卵子，届时人造精子和人造卵子结合，将会诞生完全人造的婴儿。