干细胞研究的新工具

     来自加州大学圣地亚哥分析的研究人员发展了一种能对人类胚胎干细胞进行遗传修饰的新方法，这种方法利用细菌人工染色体（bacterial artificial chromosomes）更换缺陷基因，从而有可能实现干细胞系的快速增长，用于人类遗传疾病，以及治疗手段筛选的研究。这一研究成果公布在《Cell Stem Cell》杂志上。
领导这一研究的是加州大学圣地亚哥分校的徐阳（Yang Xu，音译）教授，其研究组主要从事胚胎干细胞机制，胚胎干细胞与癌细胞活动关联的研究工作。他表示，“这一新工具拓宽了整个人类胚胎干细胞研究领域，目前我们只有非常少的一些有效方法，能对人类胚胎干细胞进行遗传学分析”。

    迄今为止，大多数尝试改变细胞遗传修饰的方法效率都太低，而这一方法促进了这一领域的发展，研究人员利用这种方法成功的将p53基因的缺陷拷贝转入一个人类胚胎干细胞系中，证明了这一方法的可操作性。

    细菌人工染色体（bacterial artificial chromosomes，BAC）方法其实是大家都已经比较熟悉的一种方法，这种第二代大片段DNA的克隆载体系统因其嵌合率低，遗传稳定性好，重组DNA容易分离和制备，转化效率高等弥补了YAC的不足，很快在基因组研究中处于中心地位。近年来，已有多种BAC载体被构建出来，这些BAC载体在复杂基因组大片段文库的构建，基因的图位克隆，基因组物理图谱的构建，基因和基因组测序，基因组织结构分析以及基因的遗传转化和调控研究中得到了广泛的应用。

    利用这种方法，研究人员成功的替换了20％实验细胞的修饰基因，而目前遗传修饰的传统方法只能实现不到1％的成功率。研究小组除了替换了的抑癌基因——p53，而且还进行了引起共济失调毛细血管扩张综合征（ataxia angiectasia syndrome）的ATM基因，这些实验研究都说明了这一方法能对人类胚胎干细胞进行遗传修饰。

    Yang Xu研究组曾多次获得胚胎干细胞的研究突破，他们之前发现了干细胞的一种用于避免发生遗传损伤的干细胞分裂并将损伤传递给子细胞的机制。这一发现解开了一个长期困扰研究人员的秘密——胚胎干细胞如何能使出现遗传损伤的细胞无法分裂。

    研究人员在研究小鼠的胚胎干细胞时，发现具有重要的抑癌作用的p53蛋白还能用于维持胚胎干细胞的遗传稳定性。他们还发现被小鼠胚胎干细胞中的DNA损伤活化的p53直接抑制了一种叫做Nanog基因的表达，这种基因对干细胞的自我更新是必须的。Nanog的抑制促使胚胎干细胞分化成其它类型的细胞，即失去自我更新能力。

    这些发现为研究胚胎干细胞遗传特性开辟新的道路，还为将来研究有关人类复杂疾病的治疗方法奠定了基础，未来也许我们可以针对导致疾病的目标基因进行遗传替换，从根本上治愈疾病。 
 
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