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争议性STAP论文盖棺定论

去年来自日本和美国的研究人员在《自然》(Nature)上发表论文宣称,她们发现了一种生成干细胞的革命性方法。9月23日,Nature杂志发布了对这两篇论文的最后调查结果,证实这样的方法根本就未曾存在过。
2014年1月,由日本理化所(RIKEN)发育生物学中心(CDB)和哈佛医学院的研究人员领导的一个研究小组发表了两篇研究论文,称通过将人体细胞暴露于酸性条件或物理压力之下,可以生成一些胚胎样干细胞,这些细胞具有多能性,能够形成机体200多种细胞的任何一种类型。作者们将这一技术命名为STAP(刺激触发多能性获得,stimulus-triggered acquisition of pluripotency )。
然而,其他的科学家们很快发现这项研究的数据存在一些问题——经过调查之后,两篇论文被撤稿(延伸阅读:2014年度重大科学丑闻 )。
但对于这一操作程序是否可能起作用,及RIKEN实验室中的STAP多能干细胞究竟从何而来,这些问题却仍然有待解答。
污染问题
为了帮助解决第一个问题,来自4个国家的7个研究小组尝试了在各种条件下去复制这一程序。该研究小组最终宣布虽然曾133次尝试去生成STAP细胞,但均以失败告终。
由哈佛医学院的研究人员领导的一个研究小组,与启动STAP研究项目的实验室中一位STAP论文的共同作者展开了合作。他们操控细胞在与多能性相关的一个基因表达之时(这被认为是“STAP状态”转换的一个标志)生成一种荧光蛋白,他们确实发现了一些荧光。但进一步的测试表明这是一种假象——是因为细胞可以自发荧光所致。其他6个研究小组也观察到了自发荧光,且没有STAP转换的证据。
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RIKEN的一组研究人员(其中没有原始STAP论文的任何一位作者),分析了仍然保存在发育生物学中心的STAP细胞系的基因组。他们找到了多个数据相互矛盾的实例,认为所谓的STAP细胞遭到了其他已知细胞类型的“污染”。分析结果表明,所有剩余的所谓STAP干细胞系与存在于这一实验室的胚胎干细胞系遗传相同。
在原STAP论文中,作者们曾称将STAP细胞注入到发育小鼠胚胎中生成了“嵌合体”小鼠,由此通过这一实验来证实STAP细胞具有多能性。调查结果发现这些小鼠是由于研究人员将已有的胚胎干细胞系而非STAP细胞注入胚胎所生成。
令人费解的特征
根据发表在9月23日Nature杂志上的一篇评述文章所说,污染也解释了原始研究工作中一个最令人费解的特征:为什么所谓的STAP细胞能够形成胎盘组织,而胚胎干细胞则不具有这种能力。甚至在人们开始相信所谓的STAP细胞就是胚胎细胞之时,也没法解释为什么研究人员会看到胎盘形成。但最新的分析结果表明,STAP论文作者混合了滋养层干细胞(在发育胚胎中形成胎盘的细胞)与胚胎干细胞,在这些实验中利用了这种混合物生成了胎盘。
早在2014年4月,麻省理工学院的干细胞科学家Rudolf Jaenisch就曾向Nature的新闻团队提出过这种解释,但在那时他还没有证据支持这一观点。
一个挥之不去的问题是,当开展这些实验时这些胚胎干细胞和滋养层干细胞是如何替代所谓的STAP细胞的?交叉污染是生物学中一个众所周知的问题。但必须存在多个独立的污染事件才能解释STAP论文数据中的错误。
哈佛医学院干细胞科学家Georg ce Daley说:“很难用简单的污染或是粗心大意贴错标签来解读数据。”Nature曾要求原始论文的通讯作者做出评论,却未收到任何答复。
这篇评述论文提出,希望从STAP故事中积极吸取教授。在文章中,Daley、Jaenisch和其他合作者详细描述了应该对所有所谓的新多能干细胞类型开展的严格 “法医鉴定”分析。论文提出应该在论文发表前完成这样的分析。Daley说,这篇评述论文是切合时事的,除了失败了的STAP论文,“有许多的研究小组报告了更多有着细微差别的多能性状态”;文章侧重强调了基因组分析将可以帮助评估这样的细胞类型。
Daley说,这一STAP事件已宣告结束——但却提醒了正在寻找一些方法来将细胞重编程伟胚胎样状态的科学家们注意:“我们将会更加慎重地评估这样的成果。”