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科技环境

德国干细胞研究如何在严格规定下展开

出于保护生命的原则,德国对人类胚胎干细胞研究规定得非常严格,法律规定不允许从受精卵中提取干细胞,而且规定只许出于科研目的从国外进口2002年1月1日前生产的胚胎干细胞系。学术界要求修改有关法律规定的呼声很高,他们要求至少应将进口期限放宽到2007年5月1日,德国议会目前正在就此提案进行讨论。那么,在现行严格规定下,德国学者怎样进行日常研究工作呢?德国之声记者发来如下采访报导。

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2月14日,联邦议院讨论干细胞研究规定

生物工程学家施塔赫沙伊德(Harald Stachelscheid)在柏林夏利特大学附属医院魏尔啸院区的科研大楼工作。他每天都要跑几趟地下室,照看培养在恒温37摄氏度下的那些胚胎干细胞。这些干细胞最拿手的就是一个劲儿繁殖。施塔赫沙伊德所在的研究小组名为实验外科,他和该小组组长蔡林格博士(Dr. Katrin Zeilinger)一边向记者演示快速显微图像,一边介绍说: "这儿是一群胚胎干细胞。你确实可以看到,它们有多活跃。你也可以看到,这群干细胞正在不断发展壮大。"蔡林格说: "比如说,这个干细胞正在分裂,这儿又是一个。这个细胞也在一分为二。"

这两位学者希望把这些充满活力的小家伙培育成肝脏细胞,用它们充填一种人造肝脏。这种人造肝已经实际测试多年,其核心部件是一个由人造吸管和天然肝细胞组成的生物反应器。蔡林格博士介绍说: "生物反应器是由三个这样的吸管系统交织构成的,其中两个负责供应养分,一个负责供应氧气。肝脏细胞本身生存在吸管之间的空间,它们需要的养分、生长因子、氧气等是通过吸管管壁上细微的小孔来供应的。"

这个生物反应器是柏林的外科医生格尔拉赫(Joerg Gerlach)领导的科研小组设计的,已经在魏尔啸医院进行过测试,有些患者就是依靠这种生物反应器才成功地渡过了等待肝脏移植手术的时间。

这台反应器需要500个肝细胞才能工作。但迄今的问题是,从哪儿找这500个肝细胞?一开始,人们使用猪肝,但用猪肝的感染风险太大。后来人们采用不适合移植的捐赠肝脏,但其数量毕竟有限,供不应求。现在,人们把希望寄托在号称全能手的干细胞、尤其是繁殖欲望高昂的胚胎干细胞上。蔡林格博士说:"我甚至可以说,胚胎干细胞最可能实现的临床应用就是利用这样的生物反应器进行的、用来临时辅助器官功能的体外应用。因为我们使用好几层薄膜把这些细胞隔离在患者体外,所以可以排除这些细胞进入患者体内、可能会在体内发育成并非预期的其他细胞甚至于癌细胞的风险。 "

柏林这支研究小组的干细胞是他们2005年在官方许可下从瑞典进口的。瑞典和德国不一样,允许利用人工授精后多余的胚胎生产干细胞。柏林当时订购了100万个干细胞,也就指头尖儿那么一丁点儿多,现在,它们已经在柏林繁殖了上亿的后代,但这仅仅是第一步工作。负责这些干细胞"温饱"的生物工程学家施塔赫沙伊德介绍说: "下一步工作是利用不同的生长因子,控制它们在生物反应器中发育成不同的组织细胞。就我们的情况而言,我们最关心的是让它们发育成肝脏细胞。但从理论上来说,我们可以让干细胞发育成各种细胞。"

学术界对胚胎干细胞的了解还很不全面。号称全能细胞的干细胞除了不能变成人以外,人体中的任何细胞,比如心肌细胞、脑细胞、神经细胞等等,它都能变,原因何在,科学家们至今还没有完全搞清楚。然而,假如你只能研究少数几种干细胞系,你就很难搞清这个问题。施塔赫沙伊德解释说: "每个干细胞系的特性不一样。从这个胚胎提取的干细胞系可能容易变成肝脏细胞,而从另一个胚胎提取的干细胞系可能更容易发育成心肌细胞,为什么会是这样呢?人们还没有完全理解,但实际情况就是这样。那么假如你需要一定的组织细胞,比如说肝脏细胞,但你手中的干细胞系却更适合于发育成另一种细胞,比如说神经细胞,那你碰到的困难当然就更大了。"

柏林现有的这批人类胚胎干细胞系是10年前从胚胎中提取的,在国际学术界已被认为是过时的,原因不仅是因为时间已过10年,也因为当时为了促进生长,它们是和小鼠细胞一起培养的。到如今,瑞典这家公司已经生产了30多种干细胞系,而由于德国严格的法律规定,德国学者只允许使用其中的4种。

蔡林格博士从培养箱里取出一个器皿,先把上面的干细胞吸到一个针管里,然后再把它们注射到一个软管里,软管另一端是它们的新家:生物反应器。蔡林格说: "我们的出发点是尽可能模拟细胞的自然生存环境,不管它是某个人体器官也好、还是胚胎也好,目的也是为了实现细胞组织的生理构造。"

研究人员今天已经了解到,干细胞很敏感,不好培养,假如环境条件不理想,很容易"拜拜"。幸好柏林的这些学者没有这么"娇气",尽管法律束缚了他们的手脚,但他们还是坚持不懈,没有放弃。